Rapport RI: 1982 Sprutad stålfiberarmerad puts Bertil Sandell Vitold Saretok /r/S R1:82 SPRUTAD STÂLFIBERARMERAD PUTS Bertil Sandell Vitold Saretok Denna rapport hänför sig till forskningsanslag 771202-1 från Statens råd för byggnadsforskning till Betong­ sprutnings AB, BESAß, Göteborg. f hl, \(] &Z/ zm_ I Byggforskningsrådets rapportserie redovisar forskaren sitt anslagsprojekt. Publiceringen innebär inte att rådet tagit ställning till åsikter, slutsatser och resultat. R1 :82 ISBN 91-540-3640-2 Statens råd för byggnadsforskning, Stockholm. LiberTryck Stockholm 1981 136846 INNEHÅLL 1. BAKGRUND, FRÅGESTÄLLNING OCH SYFTE ..... 5 2. PUTS, ALLMÄNT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3. ARMERING AV PUTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.1 Konventionell armering . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.2 Fiberarmering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.2.1 Olika fibermaterial . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 4. PRODUKTIONSMETODER . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 5. PROVNINGARNAS OMFATTNING . . . . . . . . . . . . . 15 6. FÖRSÖKSBETINGELSER OCH FÖRSÖK . . . . . . . . . 18 6.1 Material och sammansättning . . . . . . . . . . . 18 6.1.1 Bruk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 6.2 Utrustning och tillverkning . . . . . . . . . . . 19 6.3 Förförsök 7. PROVNINGSRESULTAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 7.1 Lufthalt, tryck- o. böjdraghållfasthet .... 23 7.2 Densitet och fiberhalt . . . . . . . . . . . . . . . 25 7.3 Böjdraghållfasthet och mittpunkts-r. nedböjning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 7.4 Tvärdraghållfasthet . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 7.5 Vattenabsorption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 7.6 Vatteninträngning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 7.7 Fuktdiffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 7.8 Fuktrörelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 7.9 Ensidig fuktning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 7.10 Temperaturrörelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 7.11 Slagprov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 7.12 Fallprov med kula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 7.12.1 Jämförelse mellan oarmerade och fiber- armerade provkroppar . . . . . . . . . . . . . . . . 44 7.12.2 Jämförelse mellan nätarmerade och fiberarmerade provkroppar . . . . . . . . . . . . 46 7.13 Frostresistens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 7.14 Korrosionsbeteende . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 7.14.1 Provplattor utan ytskikt . . . . . . . . . . . . . . 55 7.14.2 Provplattor med ytskikt . . . . . . . . . . . . . 57 7.15 Förhindrad krympning vid snabbt insättande uttorkning . . . . . . . . . . . . . . . 58 8. FÄSTANORDNINGAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 8.1 Fästanordningens förankring i fiberputsen ....... 60 8.2 Fästanordningens förankring i träregel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 9. UTFÖRDA ARBETEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 10. SAMMANFATTNING .... . . . . . . 67 LITTERATUR . . . 70 51 BAKGRUND, FRÅGESTÄLLNING DCH SYFTE Byggnadsuppuärmnin g svarar för cirka hälften au landets energiförbrukning och i samband med omfat­ tande åtgärder på energisparområdet har tilläggs- isolering au fastigheter fått ökad aktualitet och föruäntas få stor omfattning. Såuäl tekniska som ekonomiska skäl talar för att sådan isolering i huuudsak kommer att utföras på fastigheternas utsidor. Tilläggsisolering anses för näruarande uara eko­ nomiskt motiuerad i samband med fasadrenouerings- arbeten på byggnader, som tidigare har mindre god uärmeisolering. Den totala ytan au putsade fasader uppskattas till BB miljoner ra. Cirka 16 miljoner m härav anses uara i behou au reparation. I de allra flesta fall önskar man ingen föränd­ ring i fasadernas utseende, uarför utförandet uanligen består au ett ytskikt au puts applicerat på ett underlag au ofta suaga isoleringsmater ial. Putsningsarbeten på suaga, eftergiuliga underlag får sålunda större omfattning i framtiden. Hur stor är naturligtuis beroende på kostnadsutueck- lingen inom energiområdet, men också på omfatt­ ningen au statliga stödåtgärder. Puts, som inte bygger på uidhäftning mot fasta underlag, utsätts för helt andra belastningar än traditionell puts. Sådana putsskikt måste undan­ tagslöst armeras, uaruid armeringen skall ge putsskiktet ökad draghållfasthet, uara sprickför- delande, öuerföra laster till förankringsorgan. Armeringen skall om möjligt uara lätt att an­ bringa. Fiberarmering synes häruid uara ett in­ tressant alternatiu till konuent ionell nätarme- r ing. I samband med forsknings- och utuec kl ingsarbe te inom området stålfiberarmerad sprutbetong, har uärdefulla erfarenheter gjorts beträffande cement- baserade stålfiberkompositers egenskaper såsom in- uerkan au fibermängd, fiberorientering, fibergeo­ metri etc. De produktionsmetoder, som utuecklats för sprutning au stålfiberarmerad betong, är ock­ så tillämpliga uid sprutning au puts, uarför en del grundkunskaper redan föreligger. Någon egenskapsundersöknin g au stålfiberarmerad puts har emellertid ej utförts tidigare uare sig inom eller utom landet. En uiss ledning har emel­ lertid kunnat fås från ouan nämnda undersökningar beträffande stålfiberarme rad sprutbetong, uilket inneburit att fiberkualitet , fibergeometri och produktionsmetod optimerats. 6Undersökningen syftar till att klarlägga stålfi- berarmerad puts allmänna hål1fas thet se genskaper vid användande av två b in denne del s t ype r - kalk/ce­ ment och murcement - samt att studera vissa fysi­ kaliska egenskaper såsom krympning, vattenabsorp- tion, vatteninträngning, fuktrörelser, korro- sionsbeteende m m. Omfattning är närmare redo­ visad i tabell 5.2. Det hade naturligtvis varit önskvärt med en mera omfattande undersökning, där exempelvis matrisens egenskaper kunde ha varierats i större utsträck­ ning, inte minst med tanke på de olika bindemedel och b indemedelskombinationer , som idag förekommer på marknaden. Detta har emellertid inte kunnat rymmas inom tillgängliga ekonomiska ramar. Projektet har stötts med anslag från Statens råd för byggnadsforskning. Tillverkning av prDvkroppar och infästningsanord- ningar, sågning och lagring har utförts på BESAB i Göteborg. Provningarna har, med undantag vad som redovisats i kapitel 7.12.2, utförts på Sta­ tens Provn in gsanst al t i Göteborg under ledning av dip1 omin genjör Uitold Saretok. Medarbetare på BESAB har varit civilingenjör Thomas Ericsson och civilingenjör Börje Lüesterdahl. Provningarna en­ ligt kapitel 7.12.2 har letts av tekn.dr. Jonas Holmgren. 72 PUTS, ALLMÄNT Kalkputs introducerades i Sverige i början på 1100 talet i samband med kyrkbyggen. Underlaget var natursten. Under 1600-talet kom tegel att använ­ das i större utsträckning och puts fick i samband med detta ökad användning. Putsen användes dels för att täcka skavanker i murverket, dels för att åstadkomma släta jämna ytor, som på den tiden stilmässigt blev på modet. Under 1800-talet do­ minerade putsen som ytskikt på stenhus. I slutet på århundradet fram till början av 1900-talet an­ vändes puts även för uppbyggnad av listverk och kvadrar som imitation av huggen sten. Även trähus försågs från mitten av 1800-talet med puts. Skälet var troligtvis en önskan att ge byggnaden ett bättre brandskydd, men sannolikt fanns Dckså en vilja att efterlikna samtida sten­ hus. Under större delen av 1900-talet har putsen utförts som slätputs. Under 1600 - 1700-talen gjordes puts mycket kalk- rik. I slutet av 1700-talet och under 1800-talet användes inblandning av lera. Hydrauliskt kalk- bruk förekom. Med början på 1930-talet ägde betydelsefulla för­ ändringar i putsmaterialets sammansättning rum. Cement tillsattes kalkbruket. I början användes cement tillsammans med kalk som bindemedel i kalk- cementbruk (KC-bruk), samtidigt som man ägnade större uppmärksamhet åt lämplig ballast och bruks- sammansättning. Vid kontroll av på arbetsplatser blandade bruk av kalk, cement och sand upptäckte man att mycket stora felkällor förelåg, som ledde till skador. Som motåtgärd infördes ett nytt bindemedel murcement samt därefter färdiga bland­ ningar av kalk och cement - kalkcement. Bruks­ til 1 verkn in gen industrialiserades och vägning av beståndsdelarna infördes på murbruksfabrikerna. Det sista utvecklingssteget, som togs under inne­ varande decennium, innebar en kraftigt ökad använd ning av färdigb1 andade torrbruk. För ädelputser hade denna metod då använts i cirka 40 år. Produktionsmetoderna mekaniserades och förbättra­ des. Effektiva applicerings- och blandningsut- rustningar såg dagens ljus. Med inspiration från utlandet kom puts i kombination med armering att användas till fribärande konstruktioner. Rena "putshus" kom till utförande. Genom god beständighet, lågt pris och stora möj­ ligheter till variation i form och färg, är puts ett mycket användbart material. Användningsområ­ dena ökar successivt. Nya bindemedel och binde­ medel sk omb in at ione r och nya ballastmaterial inne­ bär, att putsen kan ges en mängd olika egenskaper. 8Förutom att hållfastheten kan varieras, fram­ ställs en hel mängd specialput ser såsom värmeiso- lerande, brandskyddande, strålningssk yddande och 1judabsorbe rande putser. Som synes, har kal k/cementba serade putser många användningsområden. En viss begränsning utgör dock materialets låga töjbarhet (sprödhet) samt dess krympning, som överskrider töjbarheten. Dessa nackdelar motverkas genom inläggning av ar- mering, vanligtvis någon typ av stålnät. 93 ARMERING AU PUTS I de fiesta fall anbringas puts på fasta underlag med sådan karaktär, att god vidhäftning mellan puts och underlag erhålls. Någon armering av putsskiktet är i sådana fall inte nödvändig, då spänningar orsakade av egen tyngd, krympning och temperaturvar iation m m tas upp genom vidhäftning mot underlaget. Underlaget tjänstgör som en typ av armering. Uid varierande egenskaper hos un­ derlaget, exempelvis blandat sten och tegel, kan en armering av främst skarvarna vara motiverad på grund av spänn ingskon centrationer i samband med temperatur- och fuktrörelser. Många underlag är direkt olämpliga som putsbära­ re. Ytstrukturen kan exempelvis vara sådan, att vidhäftning överhuvudtaget inte kan erhållas. Stommen kan ha ett rörelsemönster, som inte öve­ rensstämmer med putsens. I sådana fall måste putsskiktet betraktas som en separat konstruktion och bör då givetvis armeras. Samma gäller puts på extremt svaga och eftergivliga underlag, t ex mineralull. Här kommer naturligtvis även andra påkänningar in i bilden, exempelvis tryck och sug genom vindkraft och mekanisk åverkan, som ställer särskilt stora krav på armeringseffekt och puts­ kval itet. 3.1 Konventionell armering Tekniken att armera spröda produkter är inte ny och exempel från Mellersta Östern visar, att pri­ mitiva former av armering med halm och hår före­ kom redan för 10.000 år sedan - en tidig typ av f iberarmering. Fristående armerade putskonstruktioner utveckla­ des i slutet på 1800-talet av fransmannen 0 Moni­ er och tysken Rabitz. Uid Rabitzputs används ett gipsbruk, som appliceras på ett flätat ståltråds­ nät med 20 mm maskvidd. Uid fristående konstruk­ tioner monteras nätet vanligen på en rundjärns- stomme. Tidigare tillsattes bruket nöthår, vil­ ket förbättrade kvaliteten väsentligt. Rabitz- konstruktioner används på grund av sin fuktkäns­ lighet enbart till inomhuskonstruktioner, t ex undertak, övertäckning av rörslitsar, tunna skil­ jeväggar etc. Monierputs påminner beträffande armeringen om Ra­ bitzputs. Bruket är emellertid cement- eller kalkeementbase rat. Uanligtvis används ganska finmaskiga nät med maskvidder mellan 10 och 15 mm. Den bärande stommen består av rund- eller profil- järn, som också kan ingå som armeringselement. 10 En enkel form au armering utgörs au ett kyckling- eller hönsnät. Denna typ au nät är på grund au sin ringa styuhet emellertid suår att distansera från underlaget. På trähus anuänds ofta den s k Idealmattan, som består au kycklingnät liggande utanpå en uassmatta och ihopsydd med denna. Uass- rören utgör på detta sätt utmärkta distansorgan för nätarmerin gen. Utomlands anuänds numera i stor utsträckning sträckmetall som armering. Sträckmetall fram­ ställs genom att tunn stålplåt slitsas upp och dragés isär. Sträckmetall förekommer i en mängd olika former och är ofta kantförstärkt med vecka­ de oslitsade kanter. De ouan nämnda nättyperna är relativt lätt deformerbara, varför de inte kan förhindra sprickbildning i putsen. Det i Sverige vanligaste armeringsnätet är den s k Saremattan, som består au ett armeringsnät med till detta svetsat klent putsnät. Armerings- nätet har en tråddiameter 0 2,5 och ett c/c-av- stånd 10G/20G. Putsnätet, som är fastsytt på ar- meringsstommen, utgörs au ett förzinkat kyckling­ nät. Armeringsnätet är oförzinkat. Motsvarande typ au armering kan naturligtvis tillverkas med ett svetsat armeringsnät på vilket ett förzinkat putsnät sys fast. All armering i tunna putsskikt kräver noggrann distansering med tanke dels på armeringens funk­ tion, dels på korros ionsrisken . Armeringen bör ligga centralt och ha tillräckliga täckskikt. Qm armeringen inte distanseras på ett tillfredsstäl­ lande sätt från underlaget, finns dessutom risk för dålig utfyllnad bakom denna. Härigenom upp­ står abrupta variationer i putsskiktets tjocklek, vilket vanligtvis leder till sprickbildning och sämre korros ionsskydd av armeringen. I princip vill man ha sin armering placerad cen­ tralt i putsskiktet. På svaga, eftergivliga un­ derlag utsätts putsskiktet för sådana laster, att dragpåkänn ingår uppkommer i hela tvärsnittet. Idealet vore sålunda en dubbe1 armerin g. Detta är dock av arbetstekniska skäl närmast omöjligt att utföra. 3.2 Fiberarmering En annan typ av armering är korta trådar, som blandas in i putsmassan, s k fiberarmering. Öns­ kemålet om ett i dragmek an i sk t hänseende homogent material, svårigheterna med att distansera konven­ tionell armering samt förhållandet att fibern går att blanda in i putsmassan, vilket innebär en ra­ tionaliseringsvinst, gör fiberarmeringen intres­ sant i fristående putsskikt på svaga underlag. 11 3.2.1 Olika fibermaterial Som framgår av tidigare avsnitt, är tekniken att armera spröda material inte någon nyhet. Välkän­ da exempel är asbest arme rad cement och nöthårs- armerad gips. På senare tid har fiberarmerade, cementbaserade produkter rönt ett större intresse och olika fibertyper har härvid undersökts. De viktigaste fibrerna i detta sammanhang är asbest, cellulosa, glas, plast och stål. Trots många intressanta egenskaper har de flesta av de nämnda fibertyperna nackdelar i ett eller annat avseende. De flesta av dem är mindre lämp­ liga som armeringsmater ial i utvändig puts baserad på cement, murcement eller bindemedel skombin at io - nen cement/kalk. Kortfattat är nackdelarna följande: Asbestfibrerna kan av yrkeshyg ieniska skäl inte komma i fraga. Cellulosafibrernas fuktrörelser avviker väsent- ligt från matrisens, vilken kan förstöras av cel­ lulosafibrernas sammandragning och expansion i samband med fuktv ar iat ioner. Risk för angrepp av mikroorganismer på cellulosafibern kan inte ute­ slutas . Glasfibern framställs i flera olika kvaliteter. Motständsförmågan mot alkal iangrepp varierar. Stora ansträngningar har gjorts för att framstäl­ la al k al iresistent a fibrer, men tillgängliga kva­ liteter har ännu inte tillfredsställande egenska­ per. Detta är särskilt accentuerat i fuktig mil­ jö. Glasfiberns styrka och seghet avtar succes­ sivt. Om nedbrytningen avstannar på en accepta­ bel nivå är ännu inte utrett, men troligtvis är detta inte fallet och glasfiberarmering kan där­ för inte rekommenderas i fuktiga miljöer eller i konstruktioner med bärande funktion. Plastf ibrer förekommer i många olika former. De intressantaste, i kombination med cementbundna matriser, är polyamid- (nylon) och polypropylen- fibrer. flv kostnadsskäl är nylonfibern mindre aktuell. Plastfibrernas ytor är vanligtvis glat­ ta och avvisande mot cementpastan. Polypropylen­ fibern har dessutom vid dragbelastning en tendens till sammandragning (högt Poissontal). Detta in­ nebär dålig förankring i matrisen. Någon direkt förbättring av drag- eller böjdraghål1fastheten fås inte vid plastf iberarmerino , däremot påverkas slagsegheten positivt. Beständigheten kan ifråga­ sättas . Stålfibern har, bortsett från inblandningssvårig- heter, inte några direkta nackdelar och är därför det material, som idag huvudsakligast används till fiberarmer in g av betong. 12 Kombinationerna stål/betong och stél/puts har an­ vänts under lång tid och omfattande erfarenheter finns beträffande materialens samverkan såväl hållfasthetsmässigt som i korrosionshänseende. Stålfibern har i mindre omfattning använts som armering i betong sedan början på 1960-talet. På senare år har forsknings- Dch utvecklingsarbetet fört tekniken framåt och stålfiberarmerade kompo- siter får allt större användning. Sålunda an­ vänds stålfiberarmerad sprutbetong till bergför­ stärkning, skalkonstruktioner, framställning av tunna betongelement, reparation av skadad betong etc . På marknaden finns idag en mängd olika typer av fibrer med varierande draghållfasthet och geomet- r i. Stålets draghållfasthet är som bekant beroende på framställningsprocessen. Det finns mjukt stål med en draghållfasthet på 400 MN/m och dragen tråd med hållfasthet upp till 3.000 MI\l/m. Brott- töjningen varierar mellan 25 och 2 %. Uid fiberframställning för armeringsändamål kan man urskilja tre i princip olika framställnings­ metoder; dragen tråd, stansade eller klippta fi­ berelement och fibrer framställda enligt den s k Me 11exmeto den. Dragen tråd framställs på känt sätt genom att valstråd kalldrages till önskad dimension. För att erhålla klena dimensioner, måste dragningen utföras etappvis. Klena dimensioner blir sålunda dyrare än grövre. Fiberdiametern varierar mellan 0,25 och 0,50 mm. Draghållfastheten på denna typ av fibrer ligger vanligtvis omkring 1.200 MN/m. Utseendet på fibrerna kan variera. De kan vara försedda med ändförankrin gar, vara vågformade el­ ler profilerade. Figur 3.1 visar principen för tillverkning av ändhakade fibrer. Figur 3.1. Tillverkning av 1 . Dragning av tråd ned till erforderlig diameter fibrer med änd- 2. Mekanisk deformation. hakar. 3. Kapning. 13 Stansade eller klippta fibrer tillverkas med ut­ gångsmaterial från tunn plåt eller band. Som vid dragen tråd utförs nfta någon ändföran kr in g eller annan oregelbundenhet i formen för att förbättra vidhäftningen mot matrisen. Draghållfas the ten ligger vanligtvis omkring 700 MIM/m. Meltexmetoden utgår från smält stål. Något ned­ sänkt i gjutlådan roterar ett vattenkylt koppar- hjul. I hjulet är frästa ett antal spår, vilkas längd ger fiberlängden. Smältan fastnar på ryg­ garna mellan spåren och stelnar snabbt. Stel­ nandet ger kr ymp spänn ingår och fibrerna släpper samt kastas iväg på grund av rotationen, se fi­ gur 3.2. Såväl tvärsnitt som ytstruktur blir något oregel­ bundna. Framställningssättet är i princip bil­ ligt, men pro duk tionssvårigheter har inneburit att några större kvantiteter inte finns disponib­ la. Meltex-fibrerna tillverkas av rosttrögt stål. Draghållfasthet omkring 600 MN/m. 14 4 PRODUKTIONSMETODER Ett känt faktum från framställning av fiberarme- rad betong är, att så kallade fiberbollar lätt uppkommer vid inblandning av fibern i betongmas­ san (se figur 6.3). Förhållandet är likartat vid inblandning i puts. Fiberbollar bildas sär­ skilt lätt vid användandet av långa fibrer, som från förstärkningssynpunkt är fördelaktiga. Förstärkningseffek ten vid fiberarmerad betong an­ ses vara avhängigt av uttrycket v x -jj, där v = vikts% fibrer, 1 = fiberlängd i mm och d = fiber- diameter i mm. Sannolikt råder ett sådant sam­ band även i cement/kalkbaserad matris. Svårig­ heter uppstår sålunda även vid inblandning av stålfibrer i putsbruk såvida man inte accepterar en lägre hållfasthetsnivå och använder korta och förhållandevis små mängder fibrer. Det enklaste app1iceringssä11et är påslagning för hand. Tillsats av fibrer i putsmassan gör den emellertid så sammanhängande och styv, att detta appl iceringssä11 knappast är realistiskt. Även konventionell inblandning av fibern i be­ to n gb 1 andaren och sprutning av fiberarmerad puts stöter på stora svårigheter på grund av massans styvhet och fibrernas tendens att fastna i ven­ tiler, slangar etc. Den så kallade bol1 b ildningsten den sen uppstår inte bara vid inblandning i betong och puts. Re­ dan vid packning, transporter etc uppstår svår- lösliga fiberkoncentrationer. För att bemästra problematiken med uppläsning av fiberkoncentrationer, bollbildning och svårighe­ ter i samband med pumpning av fiberarme rade mas­ sor, har ett system utvecklats, där fibrerna tillsätts först i munstycket. Systemet är när­ mare beskrivet i kapitel 6.2. 15 5 PROVNINGARNAS OMFATTNING Provningarna skulle utföras enligt ett särskilt program, som upprättades i början av 1978. En­ ligt planerna ingick i undersökningen två fabriks blandade torrbrukstyper av kval i tet ski ass B, näm­ ligen kalk/cementbruk KC 35/65/550 och murcement M 100/600. Två typer av stålfibrer skulle användas: Bekaert ZL 0,35 och Johnson & Nephew "rosttröga" Meltex, se figur 6.2. Provsprutningarna startades hösten 1978 och efter tre månaders lagring utfördes provningarna vid Statens Provningsan st al t i Göteborg. Vid genomgång av provningsresultaten upptäcktes på flera punkter, att resultaten var svårförklar­ liga och att jämförelser mellan de oarmerade och armerade bruken i de båda serierna gav ologiska och i de flesta fall oanvändbara resultat. En­ dast i enstaka fall erhölls 1 ast-nedböjningskur- vor med väntat utseende. Likaså förekom oväntade effekter vid undersökning av fro stresistens och korrosionsförhål1 anden. Dessa observationer för­ anledde kompletterande undersökningar, nämligen kemisk analys av samtliga brukstyper och en spe­ cialundersökning av lufthalten i bruket efter blandning och sprutning. Särskilt resultaten av de kemiska analyserna gjor de, att vissa i programmet återstående provningar aldrig utfördes. Det gällde fallprov med kula, bestämning av värmeledningstal och värmeutvidg­ ning samt fortsatta försök att bestämma draghåll­ fasthet och/eller undersöka effekten av förhind­ rad krympning m fl. Utförandet och resultaten av de kemiska analyser­ na redovisas nedan. För kemisk analys uttogs en prisma med dimensio­ nerna 2D x 8 x 2-J- cm ur varje undersökt platta. De slogs ihop i grupper om tre, varje grupp rep­ resenterande ett av de undersökta bruken. Varje sådan grupp prismor krossades och blandades till ett gemensamt prov. Ett analysprov utkvarterades och maldes till analysfinhet. Resultaten framgår av tabell 5.1 och visar att inte något av de fabriksblandade bruken hade den förutsatta sammansättningen. Något bruk med mur- cement som bindemedel förekom inte alls. Binde- mede 1ssammansättnin gen svarade mot kalk/cement­ bruk klass C eller ännu svagare. Förhållandet bindemedel : sand varierade mellan 10D/4ÜD och 100/700. 16 Tabell 5.1. Kemisk analys av bruk i serie a. Levererat bruk KC KC I KC M M M I saltsyra läslig kiselsyra, SiO^, % 2,02 1,20 2,07 1,11 1,60 1,72 Dito, korrigerad, % ^ 1 ,71 0,88 1 ,77 0,80 1,31 1 ,42 Calciumoxid, CaG, % 11,82 9,80 12,66 10,92 12,92 11,86 Dito, korrigerad, % 10,22 8,12 11,10 9,30 11,40 10,28 Glodgningsförlust % 7,50 6,96 9,10 8,52 10,03 8,86 Dito, korrigerad, % 1 ^ 5,98 9,23 6,27 11,63 8,70 7,24 Beräknad brukssam- mansättning, KC «*7/53/517 69/31/700 «*6/54/462 77/23/600 66/34/398 57/43/517 Beräknad brukssam- mansättning KC, avrundat 50/50/520 70/30/700 50/50/460 75/25/600 65/35/400 55/45/520 Beteckning i rapport "KCr "KC2"*B "KC3"+M "KC^ " "KC5"-*B "KC6".M 1) Korrektionen avser andelen av i saltsyra läslig kiselsyra och kalciumoxid samt glodgningsförlust i den använda ballasten. Provningsresultaten för ovan nämnda bruk finns i det följande redovisade under beteckning "Serie a". Vid värderingen av resultaten i denna serie måste naturligtvis vederbörlig hänsyn tagas till den varierande sammansättningen inom denna serie. Som en följd av ovan nämnda beslöts, att nya för­ sök skulle utföras och uppsprutning av nya prov- paneler påbörjades i början av 1980. Vissa erfa­ renheter från provningarna 1979 - 1980 gjorde att provningsprogrammet modifierades något. Exempel­ vis konstaterades, att Mel tex-fibrerna inte gav optimal effekt, varför dessa uteslöts i de fort­ satta undersökningarna. Provning av infästnings- anordnin garna gav så positiva resultat, att dessa prov inte upprepades. Dessutom beslöts att utöka det ursprungliga programmet med provning av slag­ hållfastheten (Charpy), undersökning av vattenab- sorption samt inverkan av ensidig fuktning. Den fortsatta undersökningen kom således att om­ fatta två typer av matriser, KG-bruk och murce- mentbruk armerade med Bekaert-fibrer. I fort­ sättningen benämns dessa serie b och serie c. I det följande kommer det väsentligaste att redo­ visas från samtliga serier. Provningarnas om­ fattning framgår av tabell 5.2. 17 Tabell Utfärda ningar. För att underlätta identifieringen, används föl­ jande beteckningar: Serie a, matris "KC"-bruk av varierande samman­ sättning enligt tabell 5.1. "KC." och "KC^" = oarmerat KC-bruk. "KC„" och "KC-" + 0 = KC-bruk armerat med Bekaert- fibrer. "KCy + M och "KCg" + M = KC-bruk armerat med Meltex-fibrer. Serie b, matris av "KC"-bruk 35/65/55D. KC = oarmerat KC-bruk 35/65/55D. KC + B = KC-bruk armerat med Bekaert-fib rer. Serie c, matris av murcementbruk. M = murcementbruk M 100/6BG, oarmerat. M + B = murcementbruk armerat med Be kaert-fibrer. .2. prov- Serie a Serie b Serie c Matris "KC" 1' KC 35/65/550 M 1DB/6DB Bekaert Bekaert Bekaert F ibrer Meltex _ _ Typ av prov : Kemisk analys X Bestämning av lufthalt X X X Bestämning av tryck- hållfasthet X X X Bestämning av densitet X X X Bestämning av fiberhalt X X X Böjdraghållfasthet med mittpunktnedböjning X X X Tvärdraghållfasthet X X X Vattenabsorption X X X Uatteninträngning X X X F uk tdiffusicn X X X F uktrörelser X X X Inverkan av ensidig fuktning _ X X Temperaturrörelser - X X Frcstresistens X X X Kärrosionsbeteende X X X Slagprovning - X X Fallprov med kula - X X Förhindrad krympning av puts vid snabbt insät­ tande uttorkning X Provning av infästnings- anordningar X - - 1) "KC" enligt TAB. 5.1 18 6 FÖRSÖKSBETIIMGELSER OCH FÖRSÖK 6.1 Material Dch sammansättning 6.1.1 Bruk Serie a - Utförda 1978 med sammansättning enligt tabell 5.1. Allt använt material var fabriks- blandat tarrbruk. Maximal kornstorlek 4 mm. Serie b - KC-bruk tillverkat på plats med sand enligt siktkurva, se figur 6.1. Bindemedel släckt murkalk E samt standardcement. Samman­ sättning KC 35/65/55B. Figur 6.1. Siktkurva sand, serie b. 4 51 , lOj I5j 20 30 40 506j> 5.6 8 II.3 I6 32 M □ Fri maskvidd för sitdar, mm Q074 0.IO 0.I5 0.2 I.0 I.5 2 Serie c - Fabriksblan dat murcementbruk "Gullex mur- Dch putsbruk B". Sammansättning M 100/60D. 6..1.2 Stålfibrer I serie a har använts två typer av stålfiberarme- ring, s k ändhakade fibrer ZL G,35 - 35 (längd 35 mm, diam. D,35) av Bekaert's fabrikat och s k Mel t e x-f ibrer tillverkade av Johnsen & IMepheiu. De förstnämnda tillverkas genom klippning av dra­ gen tråd framställd av olegerad stål. I samband med klippningen bockas ändarna till hakar, se figur 6.2. Meltex-fibern tillverkas av rosttrögt stål enligt den s k slungmeto den. Trådarnas ut­ seende framgår av figur 6.2. Längden cirka 25 mm Fibrerna är något "koniska" och tvärsnittet vari­ erar. Fibrerna är något ojämna i ytan. Bekaert-fibern har en draghållfasthet Od 1.200 MIM/m. Mel te x-f ibern CbL 600 Ml\l/m. 19 Figur 6.2. Stålfibrer. Bekaert's fibrer överst, Meltex- fibrer underst. I serie b och c har endast ändhakade fibrer typ Bekaert använts. I rapporten betecknas Bekaerts ändhakade fibrer med B och Mel tex-fib rerna med M. Exempel : Kalkcementbruk 35/65/55B armerat med Bekaert-fibrer har sålunda beteckning KC+B. 6.2 Utrustning och tillverkning Vid traditionell inblandning av stålfibrer i en betong- eller bruksmassa uppstår lätt bollbild­ ning beroende på att fibrerna under blandnings- processen låser varandra och ansamlas i fiber- bollar (se figur 6.3). Figur 6.3. F iberboll. 20 Risken För bollbildning ökar vid ökat längd/dia­ meterförhållande (aspect ratio) hos fibern och ökad fibervolym. Fibergeometrin påverkar också bollbildningstendensen. Bollbildning omöjliggör den jämna fiberfördelning i matrisen, som är nödvändig för att erhålla en homogen produkt. Uid sprutning av fiberarmerat putsbruk orsakar fiberbollarna dessutom ofta driftstörningar i pump- och materi al si an g. Med anledning härav har en metod använts, där fi­ bern tillsätts först i sprutmunst yeke t. Detta har skett med hjälp av en så kallad Fiber Feeder, se figur 6.4. PI ITQRDI w Fiberarmerai puts Figur 6.4. Fiber Feeder. Fiber Feedern består av en roterande trumma, som med hjälp av speciella piggar löser upp fiber- koncentrationerna. De frigjorda fibrerna matas fram mot en ställbar nätförsedd öppning i trum­ mans främre del, där själva doseringen sker. Fi­ bern faller ner i en mo11 agningstra11 och blåses med hjälp av en ringejektor fram till sprutmun- stycket, där den tillsätts bruksblandnin gen. Fibermängden kan avpassas så, att den överens­ stämmer med olika kapaciteter på putssprutnings- aggregatet. Uid sprutning av proverna har använts ett mun­ stycke enligt figur 6.5. Munstycket är utformat så, att fibrerna tillsätts centralt och omges - när de lämnar mun s t yc ksöppnin gen - av en mantel av bruksmassan, vilket reducerar fiberspillet. 21 Figur 6.5. Munstycke för fi- berarmerad puts. Fiber Drivluft ■ PUTSBRUK Bruket tillverkades dels i en 150-liters tvångs- blandare, dels i en snabbgående s k Thabblandare □ ch pumpades med en Putzmeister PKS fram till sprutmunst yeke t, där drivluften tillsattes. Innan provkropparna ingående i fär söksser ien bör­ jade tillverkas, sprutades några pravpaneler i ett förförsök. Ur dessa pravpaneler sågades ku­ ber, bäjbalkar ach prismar för slagpravning. Re­ sultat framgår av kapitel 6.3. I huvudfersäket sprutades i träfarmar 950 x 950 x 25 mm. De oarmerade praverna sprutades i två påslag ach de fiberarmerade i ett påslag. Sprut- riktningen var nära vinkelrät mat farmbatten. Vid sprutning arienterar sig fibrerna huvudsakli­ gast parallellt med underlaget. Man får på detta sätt en tvådimen sianel1 arientering med fibrerna liggande parallellt med putsskiktets plan, vilket är fördelaktigt. Sprutningen utfördes på BESAB's prav sprutningsamråde i Hisings Backa. Efter ett dygns förvaring på sprutstället, avfnr- mades praverna ach förvarades inamhus i fuktig ach uppvärmd miljö (cirka +18° 0). När bruket uppnått erforderlig hållfasthet såga­ des plattorna upp i mindre provkroppar med dia­ man tk ap sk i va . Sågningen utfördes på BESAB, Hi­ sings Backa. Efter uppsägningen transporterades provkropparna till provningsanstalten , där de lagrades i kon­ stantrum vid +20° C och 50 % relativ fuktighet. Provningarna påbörjades 3 - 4 månader efter det att provkropparna framställts. Detta för att eliminera inverkan av olika lagringstider och lagringsbetingelser. 22 6.3 Förförsök I samband med våtsprutnin g av väggar i BESAB's industribyggnad, Tagenevägen 5, tillverkades två provserier om vardera två plattor, vilka våtspru- tades i formar 60 x 6Ü x 10 cm. Serie 1 utgjor­ des av KC-bruk 35/65/550 och serie 2 av KC-bruk 35/65/650. I varje serie sprutades en platta med och en utan f ib ert il1 sa ts. Som sprutaggrega t an­ vändes en Putzmeister typ P 13. I förekommande fall användes fibrer av typ Bekaert ZL 35/0,35, vilka tillsattes direkt i sprutmunstycket med hjälp av en FF 50/75. Plattorna lagrades utomhus täckta med tomma ce­ mentsäckar, vilka hölls fuktiga genom vattning. Provningen, vilken utfördes efter 2fl dygn, omfat­ tade bestämning av tryck- och böjdraghål1fasthet samt slagseghet. Vid bestämning av tr yckhållfast- het användes 5 cm kuber och vid övriga prover 4 x 4 x 16 cm prismor. Bel astningsriktnin gen har varit parallell med sprutr iktnin gen. Dessutom har tryckhållfastheten även bestämts vinkelrätt sprutriktningen. Fiberhalten bestämdes genom nedkrossning och väg- ning av ett antal provkroppar och uppgick i medel­ tal till 5,3 vikt%. Provningarna utfördes vid Institutionerna för Byggnadsmateriallära (tryck- och böjdraghållfast- het) och Hållfasthetslära (slagseghet), Chalmers Tekniska Högskola. Sammanställning av provningsresultatens medelvär­ de visas i tabell 6.1. Tabell 6.1. Provningsresultat förförsök . Tryckhållfasthet MPa Bö j- drag- håll­ fasthet MPa Slag­ seghet KJ/m . //Sprut- riktning _L Sprut- riktning KC 35/65/550 0-prov 3.1 1.5 13 Fiberprov 19.4 12.1 7.2 78 KC 35/65/650 0-prov 2.2 1.0 10 F iberprov 4.8 1.8 1 .9 27 Jämförelse mellan hål1 fas t he tsvärdena i förförsök och huvudförsök kan ej göras p g a olika dimensio­ ner hos prov kropparna. 23 7 PROVNINGSRESULTAT 7.1 Lufthalt, tryck- □ . böjdraghållfasthe t Serie a - Vid undersökning au fr ds tresis tens för serie a konstaterades sönde rfrysningar från 1 mm yt auf1 agn in gar till helt sönderfrusna proukroppar, se kapitel 7.13. Detta upptäcktes såuäl på oarme- rade som armerade proukroppar. Då moderna bruk innehaller luftparbildande medel, som ger frost- resistens, föranledde detta en särskild undersök­ ning. Denna utfördes på följande sätt: Tjänsteman uid Statens Prouningsanstalt uar när- uarande uid tuå sprutningsförsök au oarmerad puts och bestämde lufthalten i bruket omedelbart efter blandning och därefter omedelbart efter sprutning. Torrbruken uar märkta "Stockningsbruk" respektiue "Murbruk". Au nyss blandat respektiue nyss sprutat bruk till- uerkades 3 st prismor 25 x 25 x 170 mm enligt bindemedelsnormen. Dessa prouades uid 28 dygns ålder uaruid densitet, böjdrag- och tryckhållfast­ het bestämdes. Tuå säckar au nämnda torrbruk med­ togs till Prouningsanstalten , blandades på labo­ ratorium och prouades enligt bindemedelsnormen. Resultaten framgår au tabell 7.1. Tabell 7.1. Lufthalts- och hållfasthetsbe- stämning, serie 1) Stcckningsbruk 2) Murbruk Lab. - Sprutat Lab. - Sprutat blandat Efter blandn. Efter sprutn. blandat Efter blandn. Efter sprutn. Lufthalt % 10.7 9.9 7.9 19.8 15.1 8.2 Böjdrag- 3.14 3.16 2.98 2.89 3.19 3.22 hållfast- 3.05 3.08 2.91 2.98 3.16 3.17 het Mpa 3.08 3.05 2.93 3.03 3.20 3.23 Med.värde 3.1 3.1 2.9 3.0 3.2 3.2 Tryckhåll 8.32 9.45 9.48 9.20 10.09 10.70 fasthet 8.51 9.45 9.18 9.86 9.86 10.67 Mpa 8.44 9.50 10.23 9.29 9.83 11.66 8.30 9.57 9.95 9.07 9.73 11.83 8.76 9.17 9.70 9.24 9.98 12.27 8.42 9.94 9.35 9.04 10.15 11.43 Med.värde 8.5 9.5 9.6 9.3 9.9 11.4 Densitet _ 1978 1991 1831 1810 kg/m - 1999 2004 - 1825 1842 - 1972 2036 - 1829 1866 Med.värde 1983 2010 1828 1839 1 ) Stockningsbruk = "KC^" 2) Murbruk = "KC^" 24 Tabell 7.2. Lufthalta- ach hållfasthetsbe- stämning, serier­ na b Dch c. Serierna b och c - Uid sprutning av serierna b □ ch c gjordes lufthaltsbestämningar på liknande sätt som med serie a. Resultaten framgår av ta­ bell 7.2. Serie b. MC 35/65/55D Serie c. M 1GQ/6QÜ Lab. - blandat Sprutat Lab. - blandat Sprutat Efter blandn. Efter sprutn. Efter blandn. Efter sprutn. Lufthalt % 12 11 5 20 12 6 Böjdrag- 2.75 3.33 3.38 3.28 hållfast- 2.72 3.29 - 3.27 3.22 - het Mpa 2.79 3.31 - 3.41 3.38 - 2.81 3.43 - 3.33 3.40 - 2.73 3.22 - 3.36 3.35 - 2.86 3.32 - 3.24 3.23 - Med.värde 2.8 3.3 3.3 3.3 Tryck- 8.63 9.18 . 14.G 11.5 . hållfast- 8.40 9.34 - 14.3 11.6 - het Mpa 8.48 8.79 - 14.4 11.3 - 8.40 9.34 - 13.7 11.4 - 8.24 8.87 - 13.3 11.7 - 8.08 9.10 - 14.5 11.9 - 8.55 9.65 - 14.3 11.1 - 8.32 8.79 - 13.6 11.9 - 0.24 9.57 - 14.4 12.Q - 8.08 8.48 - 13.7 12.0 _ 8.16 8.79 - 13.9 12.2 - 8.48 9.73 - 13.7 12.3 - Med.värde 8.3 9.1 14 .G 12.0 Sammanfattningsvis har lufthalten förändrats från utgångsmaterial till dess att putsmassan är spru­ tad på underlaget enligt tabell 7.3. Tabell 7.3. Lufthaltsför- ändr ing. Se­ rie Brukstyp Lufthalt vid blandning i lab. Lufthalt Efter blandning i Thabb- blandare Lufthalt Efter sprutning a Stockningsbruk 10,4 % 9,9% 7,9 % a Murbruk 19,8 % 15,1 % 8,2 % b KG 35/65/550 12,0 % 11,0% 5,0% c M 100/600 20,0 % 12,0 % 6,0 % Av sammanställningen framgår, att lufthalten re­ duceras avsevärt vid den mekaniska bearbetningen i blandare, sprutaggregat och sannolikt även i sprutstrålen och vid anslaget mot underlaget. Då de flesta större putsarbeten utföres spruta­ de, är detta - med tanke på att bruket för att vara frostre s isten t , bör ha ett luftinnehåll på 15 - 20 % - allvarligt. Uad 1ufthaltminsknin gen beror på och hur problemet skall lösas, ligger inte inom ramen för detta arbete. Det bör där­ för bli föremål för en särskild undersökning. 25 7.2 Densitet^och fiberhalt Vid oarmerade provkroppar Dch armerade, där fi­ berinnehållet inte bestämts, har densiteten be­ stämts genom mätning ach vägning. Där fiberinne­ hållet bestämts genom krassning au provkroppen och uägning au fibrer, har densiteten bestämts med den s k paraffinmetoden. Densiteten är i dessa fall omräknad till fiberfritt bruk. För bestämning au fiberhalten slogs uägda prov­ bitar sönder med hammare, varefter fibrerna fång­ ades upp med magnet, tvättades rena från bruks- rester med inhiberad saltsyra och vägdes. Prov- bitarna vägde mellan 400 och 600 gram. Serie a - Resultat. Tabell 7.4. Fibermängd och densitet, serie a. Vikt % Densitet Material f ihrer kg/m "KC " + B 5.98 1810 5.58 1810 5.20 1810 Medelvärde 5.58 1810 "KC" + M 2.19 1870 5.90 1870 6.09 1820 Medelvärde 4.73 1850 "KC " + B D 5.67 1940 6.36 1990 6.03 1950 Medelvärde 6.02 1960 "KC6" + M 2.47 2030 3.02 2090 2.09 1890 Medelvärde 2.53 2010 Serierna b och c Resultat. 26 Tabell 7.5. F ibermängd och densitet. Serierna b □ . □ . Figur 7.1. Böjprovning au f iberarnnerad prisma. DBS ! den stora segheten. Vikt% Dens itet Material f ibrer k q/m KC 35/65/55D + B B.D 207D 6.7 2D 10 6.B I 5.5 | Medelvärde 6.B 204D i M 1GÜ/6D0 + B 7.4 214D 5 . □ 2130 5.2 6.G Medelvärde 5.9 2135 7.3 B□ jdraghål1fasthe t och mi 11punk tsnedböjning I serie a bestämdes böjdraghållfastheten på pris­ mor med bredderna 25, 4D och BD mm. De först­ nämnda (25 mm) skulle ge anknytning till dels den i bindemedelsnormerna angiuna prouningsmetoden, dels resultat erhållna vid provning au olika bruk enligt dessa normer. Vid sågning au fiberarmerad puts blir kanterna ganska söndertrasade. Kanteffekten blir natur­ ligtvis mest kännbar vid de 25 mm breda prismor­ na, varför 25 mm breda provkroppar uteslöts i se­ rierna b och c. Resultaten från provningarna av 25 mm prismor i serie a redovisas inte. I samtliga fall utfördes provningen genom mitt­ punkt sbel as t n in g . Spännvidden var 200 mm. Samtliga provningar utfördes i en Ins t ronmask in med samtidig registrering av last och mittpunkts- nedböjning, se figur 7.1. Mittpunktsnedböjningen anges i mm vid max. böj- draghållfasthet samt vid 75 % au max. böjdrag- hållfasthet sedan denna passerats. 27 Serie a - En sammanfattning au böjprouningarna framgår au tabellerna 7.6 och 7.7. Tabe Resu ning sene a Balkbredd 40 28 agprovn redd BO 2 9 Serierna b och c ningarna framgår - En sammanfattning au böjprov- au tabellerna 7.8 och 7.9. T abel 1 7 Resul tat bö jdr agp serie rna Balkb red .8 . från rovning b och c d 40 mm. S e rie c M 1D 0/ 60 0+ B j-o ^-in a ^-c n a | l o L D c O L D m c -'C M c o o m j in c ^c n j-j-c o o o c o c -'-l c m C D E O -j e n e n c ^ro j-r' < -| C O IL O C M C ^lT ir-in c ^ •j- c M in c M fn m | o iT iin c o a irij-c M r-| m m o r-c o r-m m r-\ c n o o c n c n *-(n o a v -C M C M r-r-C M ^-C M C M | C D E b C O □ U D O U D J -O in l c o i j- c n o c m -j- m in | M 10 0/ 60 0 c n c n c •H C .x m m ^r-c o o r-in e n l p u D o a n c M in M D .3 - a | :co p •0 . 75 I (J 'm a x □ n j jjc M n a i e n l n n a to n c o in n o a u D o c n c n c n c n c n c o ^-r-C M '-r-r-^-r- t -| t-D n in iM o jw w c m| c n -p U -X : □ c o Ll . 4- X C D E •b J -N n ^D Q b o l n m n r- w c m c m c m| a o o a o a a a l S e rie b K C 35 /6 5/ 55 0+ B m c M r^L O L n c D o in r-l t - a c n u D c n u D -tD c o c o to U D U D in -jm in o -J in | t - c o E m b o a c o u c ^c o c o c n c o c n a j j-n c D c n a c o L O L n < -| j-j-n ifu D j-in in m l m in c m o c m o a m l in r-L n u D in ro c M L O c n c o c n c n c o c o a b c n c n c o X C D E b C M O rlN D C M O ^ L O 1 c ^ j-n u D -j-a o L O c ^| C M C M '-t-i^c M in rh c m| |K C 35 /6 5/ 55 0 c n c n c •p H X 0 3 E □ j-o a c n tn c n c M C M m l c M j-c n c o o o L D o o | c n c n c o c o c o c n c ^c o c oc o *-c M C M c r> c n s -in o l^c a ir-u D c n a v -c M c rv u d p ........................................... .... (h c m J -m j n firn m rh | -p a c n -p Ph -X :o ro L u 4 - (0 E b c n a a u D m c o c o c M *-| □ m C M C M C M rr-C M C M a a a a o a a a a | B äj dr a gh ål lfa s th e t m a x M pa M e de lv är de M itt pu n kt s n e db öj n in g m m Ca C M a x 0, 75 / H c / M a x N ed b. D e n s ite t kg /m M e de lv är de 30 Tabell 7.9 Resultat f bojdragpro serierna b Balkbredd S e ri e c M 10 0/ 60 0+ B aDCUC\JCnUDC--*-rO J-l ro cnuD<-CDcoroc\JCD coj c\i X to e b in o a cocDUDcocDJ-CDcn c\i (M rococoC^rooUD c\i j-j-J-J-tnuDUDut un cucnrooLncouDUD -J 1 ocnuDroror-n-co UD i-D inDc-ooa c d C\l(M '— C\1C \IC \JC \IC \J CU| cncDc\jc\jr--coaDco col ro (J * m a x UDUDoooaDroa □ ^ -UD^-v-LO j-r' cn CUtMC\JtNJC\lv-v-T- v M 10 0/ 60 0 2. 08 2 . Q 3 3. 17 3. 0D 3. 21 2. 93 2. 76 2. 69 2. 74 F ör s tä rk n in gs - fa kt ör E LO t? t> □ 1 1 1 uD incDUDC\icn^-ro rol J-roiOJ-J-v-rJ UD uDUDcncncncncncn co X ra E b □ □ J tncraou (M rO rO '^s-'-CMCMCNJ c\i c do c dc dc dc dc do c d S e ri e b m o in tn LfT UD N U~l ro c j iC CnorO^-J-rO i- rO M UD incnuD^-UD^uDcu in cr> r-CUUDC^-JUDUDkD UD | r- 0. 75 < y m a x CPrOOcDfOn UD ron-mc-tmnroa an j -j -in it j in m j -j - cum^-cnc^ocu^- ud I COintC tD iDOQG CU cnc^cgcncocncncn on ro E b inj-CD^-rouDc^-J- cn oiM incnrotncMCM cucuruT-cu^-cucu cu a m in \ LO UD in ro LD iC cn cn c JIMCTO-J^UDIM o I c ^-UD'f-'^UDcocOLn ro m ................................................................ • u (O tOJ-JNM roiM ro I :co f-t ■ P D CD -P (h D/ : □ ta Ll. Cl- X ro E info c- o ■ DUDcuuDatncoro ud| cnro^-rocDFdcnuD aj cocncncncncncoco cn| E b □ inrncnaan -j CMOJrocu^-curo^- c\J Daaaaoao o B öj dr a gh ål lfa s th e t (f m a x M pa M e de lv är de E E cn c in * S’ *2* n x /*■ "O (0 / 0) 21 c cn \ -p v. c o 4.............. - —^ Q. £ o s -Q T3ro z D e n s ite t kg /m M e de lv är de Stålfiberarmerad puts baserad på en matris av bruk med kalkcement eller murcement som bindeme­ del beter sig i dragmEkaniskt hänseende pa samma sätt som en fiberarmerad betong. Stålfibern med­ verkar vid lastupptagning genom samverkan med matrisen. Detta är möjligt genom fibermateria­ lets styvhet och vidhäftning mellan fibrer och matris. Den uppsprickning, som fås vid prop or t ion al itets- gränsen i den f iberarmerade matrisen, hindras i sin tillväxt genom att en eller flera fibrer över­ bryggar spricköppningen. Ytterligare energi krävs då för en ökning av sprickan. Brott sker sedan när in it ialsprick an, eller någon annan bildad 31 spricka, vidgas så att/de spricköverbryggande Fibrerna dras ut. I vissa fall kan även brott erhållas genom att fibrerna dras av. Om den kraft i fibrerna, som verkar begränsande på initialsprickans tillväxt är tillräckligt stor, kan matrisen belastas ytterligare tills en ny spricka initieras och ökar. Denna successiva uppspricknin g i flera sprickor ger en god sprick- fördelning och liten sprickvidd. För att få ett högt värde på böjdraghållfasthet, god sprickfördelning och liten sprickvidd, har fiberlängd, fibergeometri och matrisens kvalitet stor betydelse. Andra viktiga parametrar är fi­ berinnehåll och fiberorientering. De flesta undersökningar beträffande fiberarmerad betong visar, att böjdraghållfastheten kan rela­ teras till armeringsgraden genom faktorn VF x -jj, där Vf = volym% fibrer, 1 = fiberlängd i mm och d = fiberdiameter i mm. Ett högt värde ger hög förstärkningseffekt. Mycket talar för att för­ hållandet är detsamma vid kalk- och murcementba- serade matriser. De i undersökningen ingående provkropparna armerade med de relativt korta Mel- tex-fibrerna har, som framgår i tabell 7.7, givit sämre böjdraghållfasthet än motsvarande armerade med de längre ändhakade Bekaert-fibrerna. Defor­ mationen är också väsentligt lägre för Meltex- fibrerna. För serierna b och c, tabell 7.9, redovisas medel­ värden från böjdragprovnin gen med 6,57 respektive 8,B4 MPa, d v s en 2-3 gångers förbättring jäm­ fört med den oarmerade matrisen. Mur cementmatri- sen har det högsta värdet. Den erhållna för- stärkningseffekten ligger i nivå med de resultat, som erhållits vid provning av sprutad stålfiber- armerad betong. Mittpunktsnedböjnin gen är vid <3 max. något större för KC-bruket än för motsva­ rande murcementbruk . Av nedböjn ingsmätnin garna vid d max. och 0,75 Ö max. framgår materialets goda deformationsförmåg a. Segheten kan värderas efter ytan under spännings- nedböjnin gsd iagrammet. Vilket deformationsområde som skall väljas, är beroende på den kravprofil konstruktionen har. Exempelvis kan sprickvidden vara avgörande i ett fall, i andra segheten vid max.last eller segheten tills att den lastuppta­ gande förmågan är helt uttömd. Energiupptagningsförmågan, beräknad som hela ytan under 1 ast-nedböjningskurvan (figur 7.2), är för ett murcement armerat med Bekaert-fihrer ca 100 gånger större än för en oarmerad matris. 32 Figur 7.2 visar Ett typiskt 1 as t-nedb□ jn ingsdia- gram för serie c. Figur 7.2. Last-nedböjnings- diagram för □ ar­ merat o. stålfi- berarmerat murce­ ment . O Mpa FIBERARMERAT MURCEMENT OARMERAT MURCEMENT MITTPUNKTSNEDBÖJNING I M.M. 7.4 Tvärdraghållfasthet Figur 7.3. Provningsanord- ning för bestäm­ ning av tvärdrag- hållfastheten. Figur 7.4. Lossdragna prov- kroppar . För bestämning av tvärdraghållfastheten användes kvadratiska provkroppar med BD mm sida och runda­ de härn, area 60 cm^ , se figur 7.3. På varje provkropps översida limmades med epoxi- lim en cirkulär aluminiumplatta med BD mm diame­ ter. Denna dregs less med en från ytan vinkel­ rätt riktad kraft. Därvid hände det ofta, att ett på ytan av provkroppen anrikat fiberfritt eller fiberfattigt cirka 1 - 2 mm tjockt skikt lossnade, se figur 7.4. I dessa fall borstades brottytan med stålborste och en ny aluminiumplat­ ta limmades fast och drogs loss. I enstaka fall fick ytterligare en limning ske. Tabell 7.10. Tvärdraghållfast­ het MPa. Tabell 7.11. Tvärdraghållfast­ het MPa. Serie a - Resultat. 33 Serie a "KC.," "KC2"+B "kc3»+m "KC, " 4 "KC5"+B "KC "+M O □ .62 □ .3D 0.65 □ .73 □ .50 □ .57 G . 69 G . 31 □ .73 0.42 0.74 □ .80 □ .82 0.34 1.27 0.45 □ .70 □ .52 □ .59 □ .3D □ .82 0.56 □ .73 □ .68 0.94. 0.23 □ .88 0.50 □ .87 □ . 40 M\l □ . 73 □ .3D 0.87 □ .53 □ .71 0.59 Serierna b och c - Resultat. Serie b Serie 3 KC 35/65/550 KC 35/65/550+B M 100/600 M 100/600+0 □ .63 G .95 □ .35 0.45 0.64 1 .□ □ □ .33 □ .52 □ .76 0.95 0.53 □ .75 0.74 □ .91 □ .57 0.79 □ .77 □ .92 0.41 □ .85 □ .67 □ .95 □ .35 □ .90 □ .92 0.90 □ .56 □ .82 □ .79 □ .78 □ .66 0.78 m 0.74 □ .92 0.47 □ .73 Has de båda kalkcementbruken i serie b inträffade brättet i medeltal 5 (KC) respektive 7 mm (KC+B) från ytan. Has murcementbruket i serie c vid första försöket inam den översta mm, vid det and­ ra försöket på 2-J respektive 1-J- mm från ytan. Fibrerna arienterar sig vid sprutning huvudsakli­ gast parallellt med underlaget, dvs vinkelrätt mot sprut- ach dragriktningen. Det finns alltså få fibrer, som är orienterade så att de kan uppta dragpåkänningår vid dragning parallellt med sprutriktningen , vilket är förklaringen till den måttliga ökningen av tvärdraghållfastheten. 7.5 Wattenabscrption Uattenabsorptionen bestämdes genom vattenlagring av provbitar av respektive platta samt därefter torkning vid 105° C. Resultatet anger skillnaden i vikt mellan en genom vattenlagring fuktmättad platta och samma platta i torrt tillstånd. Skill­ naden anges i % av den torra plattans vikt. 34 Serie a - Resultat. Serie a "KC1” "KC2"+B "KC3"+M "KC, "4 "KC5m+B "KC "+M b 14.6 11.9 12.5 11.9 10.4 11.2 11.4 12.4 11.2 1 □ . 8 9.9 10.5 Tabell 7.12. 13.8 12.5 11.8 11.0 9.9 12.8 Vattenabsorption. M \J 13.3 12.3 11.8 11.2 10.1 11.5 % av torrvikten. Serierna b Dch c - Resultat. Tabell 7.13. Vattenabsorption. % au tarruikten. Serie b Serie c KC 35/65/55D KC 35/65/55D+B M 100/600 M 100/600+B 13.0 13.6 12.6 11.8 12.8 14.6 12.3 11.2 10.1 15.5 13.4 11.3 12.4 12.2 11.0 10.6 m 12.0 14.D 12.3 11.2 F iberarmerin gen synes inte påverka vattenabsorp- tinnen. 7.6 Uat t en inträngn in g Vi at t en in trän gn in gen bestämdes på provkrcippar med 40 x 40 mm yta medelst "trattpravet", beskrivet i ER-nämndens rapport 3:68. Vattenövertrycket, som hölls konstant, var 100 mm vp ( 1000 I\l/mm2). Till skillnad mot den angivna metodbeskrivningen förekom här ingen lättbetong som underlag för putsen (se figur 7.5). Figur 7.5. Bestämning av vatteninträngning under tryck. 35 Serie a - De upptagna vattenmängderna i l/m sam funktion av tiden är sammanställda i nedanstående diagram, Figurerna 7.6 och 7.7. Varje angivet värde är medelvärde från 6 provkroppar, uttagna parvis ur de 3 i varje prov ingående 3 plattorna. v at t en in t r An g n in g Figur 7.6. Vatteninträngning serie a. l it e r /m2 •—k c 3 +m 500 1000 MINUTER 24 TIMMAR v at t en in t r An g n in g l it er /m2 500 1< MINUTER 24 TIMMAR Figur 7.7. Vatteninträngning serie a. 36 Serierna b ach c - De upptagna vattenmängderna an­ ges i 1 /in som funktior^ av tiden ach är samman­ ställda i figurerna 7.8 och 7.9. För varje prov uttogs en provkropp ur vardera av de 4 ingående plattorna. v at t en in t r An g n in g l it er /m2 10,0- 1.» Figur 7.8. V/atteninträngning serie b. ____KC 35/65/550 * B KC 35/65/550 / / / / / / / // / .*• / ./ // 50 100 500 1000 MINUTER I 24 TIMMAR v at t en in t r An g n in g l it er /m —M 100/600 +B ^_M 100/600 500 1000 MINUTER 24 TIMMAR Figur 7.9. V/atteninträngning serie c. 37 flu de i figurerna 7.8 och 7.9 for serierna b och c redouisade siffrorna, har v a11en inträngnings- hastighet beräknats för perioderna 0-30 minuter, 30-90 minuter och 90-270 minuter. Värdena redo­ visas i tabell 7.14 nedan. Tabell 7.14. Vattenintrång- ningshastighet l/m h . Serie b Serie c Per icid 1C35/65/550 KC35/65/55Q+B M 100/EGD M 100/600+B 0-30 min 2.6 4.0 4.8 4.4 | 30-90 min 1.6 2.0 2.0 1.7 90-270 min 0.86 0.86 0.40 0.63 Bruken i serie a har så varierande sammansättning att adekvata jämförelser inte kan göras. För serierna b och c ligger vatteninträngningen på samma nivå för oarmerade och fiberarmerade matriser. En liten skillnad - som kan ligga inom ramen för mätfel - kan märkas såtillvida, att vatteninträngningen är något större i fiberar- merade matriser. 0m skillnaden är en realitet, kan detta förklaras av att det eventuellt upp­ kommer sammanhängande diskontinui teter längs fiberytorna. Bortsett från det oarmerade bruket M 100/600 upp- fylles kraven på täthet enligt Hus flMfl, klass P/8 a. 38 7.7 Fuktdiffusicn Fuktdiffusionen bestämdes medelst "skålmet□ den" enligt ER-nämndens rapport 3:68, "Torr- och våt­ metoden" . Resultaten anges dels - som i den angivna metod- beskrivningen - i g/m h mmHg, dels som fuktdiffu- sionsmotstånd i s/m. Gmräkningen har skett en­ ligt planverkets publikation 1975:3 "Fukt- och vattenisolering". Serie a - Resultaten vid provning enligt våtmeto­ den redovisas i tabell 7.15 och för provning en­ ligt torrmetoden i tabell 7.16. Tabell 7.15. F uktdiffusion resp. fuktdiffu- sionsmotstånd. "Våtmetoden". Serie a "KCi" "KC2"+B "KC3"+M "KC4" "KC »+B5 "KC6"+M Fukt- 23.4 17.1 26.5 20.8 12.4 12.9 d iffusion 24.0 19.6 - 15.2 10.8 12.8 22.0 13.2 21.3 21.5 12.3 13.0 G/nf mm HG Med.värde 23.1 16.6 23.9 19.2 11.8 12.9 Fukt- 0.15 0.21 0.14 0.17 0.29 0.28 diffus ian 0.15 0.18 - 0.24 0.33 0.28 matstånd s/m-10^ 0.16 0.27 0.17 0.17 0.29 0.28 Med.värde 0.15 0.22 0.16 0.19 0.30 0.28 Tabell 7.16. Fuktd iffusion resp. fuktdiffu- sionsmotstånd. "Torrmetoden". Serie a "KC,," "KC2"+B "KCy + M "KC. "4 "KC"+B D "KC "+M b Fukt- 0.11 0.19 0.19 0.16 0.07 0.19 diffusion 0.09 0.19 0.16 0.14 0.06 0.20 0.11 0.20 0.18 0.10 0.15 0.21 G/m mm H.G Med.värde 0.11 0.19 0.18 0.13 0.09 0.20 Fukt- 32.7 18.9 18.9 22.5 51.4 18.9 diffusion 40.0 18.9 22.5 25.7 60.0 18.0 matstånd 32.7 18.0 20.0 36.0 24.0 17.1 s /m - /\0'> Med.värde 35. 1 18.6 20.5 28.1 45.1 18.0 39 Tabell 7.17. Fuktdiffusion resp. fuktdiffu- s ionsmotstånd. "Våtme t □ den" . Tabell 7.18. Fuktdiffusion resp. fuktdiffu- sionsmotstånd. "Torrmetoden" . Serierna b och c - Resultaten vid provning enligt våtmetoden redovisas i tabell 7.17 och för prov­ ning enligt torrmetoden i tabell 7.18. Serie b Ser ie c KC 35/65/550 KC 35/65/55D+B M 1D0/60D M1D0/6D0+B Fukt- a.7 1Q.5 9.0 10.1 diffusion 9.9 9.9 9.6 10.3 11.5 1 □ . 2 11.1 11.2 G/rif mm HG 11.2 8.4 11.3 1D.9 Med.värde 1 □ . 3 9.7 10.2 10.6 Fukt- □ .41 □ .34 D. 40 □ .35 diffusion □ .36 □ .36 □ .37 □ .35 □ .31 □ .35 □ .32 □ .32 □ .32 □ .42 0.31 □ .33 s/m-10^ Med.värde □ .35 □ .37 □ ■ 35 □ .34 Serie b Serie c KC 35/65/55D KC 35/65/550+B M 1D0/6D0 M 100/600+B Fukt- □ . □ 7 □ .14 0.30 0.05 d iffusion □ .12 □ . □ 8 □ .14 □ .16 □ .10 0.09 □ .18 □ .□ 7 G/m mm HG 0.15 □ . □ 9 0.19 0.07 Med.värde 0.11 □ .10 □ .20 □ . □ 9 Fukt- 48.2 25.7 11.6 83.2 diffusion 30.8 43.5 26.1 21.6 motstånd 34.0 38.3 2D.3 50.4 24.0 41.9 1.9.0 54.1 s /m - 1 □ ^ Med.värde 34.3 37.4 19.2 52.3 Provningarna enligt "Våtmetoden" visar ingen skillnad mellan oarmerade och fiberarmerade prov- kroppar . Vid provning enligt "Torrmetoden" föreligger inte heller någon nämnvärd skillnad i serie b. Där­ emot kan man konstatera en svårförklarlig skill ­ nad mellan oarmerat och fiberarmerat murcementbruk i serie c. Fibertillsatsen kan emellertid rim­ ligtvis inte minska fuktdiffusionen och ej heller öka fuktdiffusionsmotståndet så mycket som tabell- värdena anger. Man bör observera, att provningarna utförts på prismor med något varierande tjocklek, mellan 20 och 25 mm, vilket förklarar de låga och höga värdena på fuktdiffusion respektive fuktdiffu- sionsmotstånd. Provningar enligt ER-nämnden har utförts på 15 mm tjocka prismor. 40 7.8 Fuktrörelser Den fria krympningen mellan vattenmättat till­ stånd och jämvikt med luft vid 20D C och 5D % re­ lativ luftfuktighet bestämdes på följande sätt: Rörelserna bestämdes på cirka i år gamla, 40 mm breda och 160 mm långa provkroppar. Dessa för­ sågs i ändarna med mätdubbar, mättades med vatten genom vattenlagring i 2 dygn och placerades där­ efter i ett kDnditioneringsrum (20D C, 50 % rela­ tiv luftfuktighet). Längdändringarna mättes en­ ligt Graf-Kaufmann, se figur 7.10. Försöket av­ slutades då både vikt- och längdändringarna hade upphört. Mätdubbarna limmades fast i hål som borrades i provkropparnas ändar. Eftersom put- serna var relativt svaga, kunde vissa skador ha uppstått vid borrningen, särskilt hos fiberarme- rade provkroppar, som var svårborrade. Figur 7.10. Graf-Kaufmanns apparat. Serie a - Resultat. Tabell 7.19. F uktrörelse. Krympning 0/00. Sei ie a "“V "KCZ"+B "KC "+M "KC5”+B "KC6"+M 0.47 0.16 0.58 1.51 0.83 0.91 □ .57 0.21 0.56 0.99 1.40 0.85 0.39 0.27 0.63 1.25 1. 10 D. 82 Med.värde 0.48 0.21 0.59 1.25 1.11 0.86 41 Tabell 7.20. Fuktrörelse. Krympning 0/00. Figur 7.11. Till vänster provplatta ned- doppad 3 mm i vatten, till hö­ ger mätning av krökningen. Serierna b och c -^Resultat. Serie b Serie c KC 35/S5/55G KC 35/65/55D+B M 10Q/600 M 100/600+B 0.60 1.20 0.71 _ G. 50 0.93 0.70 - 0.45 1.06 0.64 Med.vörde 0.52 1.06 0.66 Den fria krympningen mellan vattenmättat till­ stånd och jämvikt vid 20° C och 50 % relativ fuk­ tighet är beroende av en mängd parametrar, såsom matrisens täthet, kornstorlek, kornfördelning, fiberhalt, fiberfördelning, fiberorientering m m. Rimligtvis bör fibrer orienterade i rörelserikt­ ningen ha en hämmande effekt på krymprörelserna. I alla fall utom i kombinationen KC-matris och Meltex-f ibrer har konstaterats en sådan effekt. För kombinationen Murcement - Bekaert-fibrer är minskningen så stor som 36 %. 7.9 Ensidig fuktning Inverkan av ensidig fuktning undersöktes på plat­ tor med dimensionerna 250 x 250 mm. På ena sidan av dessa limmades små glasplattor med ett c/c-av- stånd av 180 mm som upplag för en krökn in gsmätare. Efter nollmätning doppades denna sida av plattan 3 mm djupt i vatten under 30 minuter, varefter den genom den ensidiga befuktningen uppkomna krökningen av plattan uppmättes, se figur 7.11. Ytterligare mätningar utfördes efter 60 minuter respektive 24 timmars förvaring i rumsluft då det från ena sidan av plattan upptagna vattnet under dessa tider haft möjlighet att fördela sig i plattan. Plattorna hade då återgått till sin ur­ sprungliga form. 42 Figur 7.12. Krökningsmätare placerad på prov- krcppen. Tabell 7.21. Ensidig fuktning 30 min. Utböj- ning i 1/1000 mm. Tabell 7.22. Längdutvidgnings- koefficient. Resultaten från 30 minuters ensidig fuktning framgår av tabell 7.21. Serie b Serie c KG 35/65/550 KC35/65/550+B M 100/600 M 100/600+B 35 16 25 1 1 31 12 - 9 31 13 25 13 MW 32 1*4 25 1 1 Fiberarmeringen har mycket gynnsam inverkan på utböjningen, som i stort sett halverats. 7.10 Temperaturrörelser Temperaturrörelserna bestämdes på samma provkrop­ par som fuktrörelserna. Provkropparnas längder mättes efter konditionering vid -20° 0, -0° 0 och +40° C. Längdutv idgningskoefficienterna redovisas i ta­ bell 7.22. Serie b Serie c KC 35/65/550 KC 35/65/550+B M 100/600 M 100/600+B 11.3 * 10 “ 6 12.3- 10'6 11.0-10'6 10.7- 10'6 7.11 Slagprov För slagprovning utsågades ur plattorna 20 mm breda remsor, vilka kapades till lämplig längd. Provningen utfördes i en slagprovare av fabrikat Alpha med 1500 0 kapacitet. Slagarbetet anges i relation till provets tvarsni11 s are a, ca 450 mm^ . 43 Den använda slagprovaren är avbildad på figur 7.13, några provkroppar efter slagningen på figur 7.14. Provningsresultaten redovisas i tabell 7.23. Dessa kan användas endast för jämförelse av lik­ värdiga materialslag, t ex olika bruk. Siffror­ na kan inte användas för beräkningar. Figur 7.13. Slagprovare. En provkropp insatt för slagprovning Figur 7.14. Oarmerad och fi- berarmerad prov- kropp efter slag- provet. 44 Tabell 7.23. Slagseghet K J/m . SI agpro v/n in g - Resultat. Serie b Serie c KC 35/65/55D KC 35/65/550+B M 100/600 M 100/600+B 1.4 13.8 1.4 13.3 1.4 16.9 1.4 1 B . 0 1.4 19.7 1.4 9. 1 1.4 13.9 1.4 10.5 1.4 B. 2 1.4 9.3 1.4 13.3 1.4 17.9 1.4 12.3 1.4 12.3 1.4 10.1 1.4 13.5 MV 13.5 1.4 13.0 I enlighet med tidigare erfarenheter från försök med stålfiberarmerad betong, erhålles en helt annan nivå på slagarbetet vid f iberarmering. IMi- vån är cirka 10 gånger högre vid armerat bruk jämfört med aarmerat. 7.12 Fallprav med kula Uid dessa försök användes en stålkula med vikten 1.830 gram. hulan har fritt fått falla från oli­ ka nivåer, varvid sprickbildning, sprickmönster, utstötning och utböjning studerats. Plattorna låg vid försöket på m ineralul1splat tor med densi­ teten 58 kg per m. Jämförelser mellan oarmerade och fiberarmerade bruk har utförts vid Statens Provningsans tal t i Göteborg. Jämförelser mellan nätarmerade och fiberarmerade bruk i Stockholm under ledning av tekn.dr Jonas Holmgren. 7.12.1 Jämförelse mellan oarmerade och fiber- armerade provkroppar Efter några orienterande försök på överblivna plattor från serie a konstaterades, att de oarme­ rade och armerade plattorna reagerade helt olika vid fallprovet. De oarmerade plattorna sprack i 2-6 bitar vid fallhöjder omkring 10 cm. De armerade plattorna kunde med den använda kulan och fallhöjder upp till cirka 2 meter inte bring­ as att sönderfalla i bitar. Uid en viss fallhöjd observerades på plattans un­ dersida små radiella sprickor utgående från an- slagspunkten. Uid större fallhöjder bildades en cirkulär spricka med cirka 100 mm diameter. 45 Vid fallprou på platta au fiberarmerat bruk ut­ fördes normalt fem prou med fyra au anslagspunk- terna belägna på plattans diagonaler mitt emellan plattans mittpunkt och vart och ett au de fyra hörnen och den femte i plattans mittpunkt (se fi­ gur 7.15). I sistnämnda punkt utfördes i några fall upprepade prou med ökad fallhöjd till dess en tydlig tendens till genomstansning erhölls, indikerad au en ringformad spjälkningsspricka på plattans undersida. Vid de lägre fallhöjderna er­ hölls som regel endast fina radiella, från an- slagspunkten utgående sprickor. Efter auslutad prouning uppmättes dels maximala sprickuidden på plattans undersida i respektiue anslagspunkt, dels utbuktningen au plattans yta mätt som auui- kelsen från planhet på en längd au 130 mm symmet­ riskt omkring anslagspunkten. Det bör påpekas, att någon planhetsmätnin g före fallprouen ej ut­ förts uarigenom en redan före prouet befintlig auuikelse från planhet ej kunnat beaktas. --- 0,5m --- f Figur 7.15. Skiss öuer prou- platta. 0.5 m I tabell 7.24 anges uppmätta sprickuidder och ut- buktningar. I de fall, där största sprickan ut­ gjorts av en ringformad spjälkningsspricka, har ingen entydig sprickuiddsmätn in g kunnat utföras. Dessa fall har i kolumnen för sprickuidd marke­ rats med S. 46 Fallprov med kula - Resultat. Tabell 7.24. Fallprov med kula. Material Platta n r. Anslags- punk t Fall­ höjd cm Max. spr ick\j idd mm Utbukt- n ing mm MC 35/65/550 1 5 Inga skadcr _ 10 Sprack i bitar - 2 5 Inga skadcr - 1 □ Sprack i bitar - 3 5 Inga skador - 10 Sprack i bitar - MC 35/65/660 1 1 70 0,05 0,2 + B 2 80 0,05 0,2 3 100 0,05 0,3 4 1 10 0,05 0,4 5 120 S 0,8 2 1 80 0,02 a ,□ 2 90 0,05 0,1 3 100 S 0,3 4 1 10 0,06 0,2 5 120 S 0,7 3 1 90 0,01 0,2 2 100 0,02 0,1 3 110 0,03 0,4 4 120 0,06 0,3 5 130 - - 5 150 - - 5 180 s 1 , 3 M 1DC/S00 1 10 Sprack i bitar - 2 15 Sprack i bitar - M 1DD/60Q+B 1 1 80 0,01 0,0 2 100 S 0,6 3 90 0,01 Q , 1 5 100 0,05 0,4 2 i 80 0,00 0,1 2 90 0,00 0,1 3 100 0,01 □ , 1 4 110 0,05 0,1 5 160 S 0,9 3 1 80 S 0,2 2 80 0,08 0,6 3 90 0,06 0,0 4 100 0,06 0,4 5 100 0,08 0,6 7.12.2 Jämförelse mellan nätarmerade och fiber- armerade provkroppar Som komplement till fallförsök utförda vid Sta­ tens Provningsanst al t utfördes under tiden 19BD.11.14 - 19B0.11.26 provningar med 6 st plat­ tor under samma betingelser. Provningarna leddes av tekn.dr. Jonas Holmgren. Ungefär två månader före provning sprutades 6 st murcementputsskivor 1x1 meter med cirka 25 mm tjocklek. 3 skivor armerades med nät ft 0 1 mm c 18 mm. 3 skivor försågs med fiberarmerin g Bekaert ZL □ ,35 x 35. Före provning utsågades centriskt ur varje skiva en platta 0,5 x G,5 meter samt ur de fiberarmera- de skivorna ett stycke för nedkrossning och be- Figur 7.1G . Uppmärkt prov- platta. stämning av fiberhalt. Fiberhalten i plattorna 2, 4 och G var G,2 vikts%. Provplattor med nätarmering har givits udda num­ mer. Plattor med fiberarmering jämna nummer. Provplattorna märktes upp med provpunkter och mätpunkter före första släpp (se figur 7.1G). 47 Uppmätning av initialutböjning och senare även tillskottsutböjning gjordes på plattornas baksida på en mätsträcka av 13D mm centriskt placerad över respektive anslagspunkt. Härvid lades puts- skivan upp och ned i en ram. En linjal med en flyttbar mätklocka användes för uppmätning av de tre mätpunkternas lägen (se figur 7.17). Figur 7.17. Mätning av ut- böjning. 48 Vid fallförsöket uar skivan lagd på 2 st 50 mm mineralullsSkivor mEd densitet 58 kg per m (Gull- fiber fasad 1275). Stålkulan släpptes från vari­ erande höjd met prDvpunkterna . Sprickbredder mättes med sprickmikroskop med en noggrannhet på 0,1 mm (se figur 7.18). Sprickor inritades med svart spritpenna och fotografera­ des regelbundet. Figur 7.18. Sprickmikroskop. Plattorna 1, 2, 3 och 4 utsattes för släpp med ökande fallhöjd i provpunkterna 1, 2, 3, 4 och 5. Sprickor och utböjningar registrerades och mät­ tes. Därefter gjordes släpp med ökande fallhöjd (180 cm som mest) mot punkt 5 (plattans centrum). Vid plattorna 1 och 2 gjordes sprickregistrering endast på baksidan. Plattorna 5 och 6 utsattes endast för släpp mot punkt 5 från 180 respektive 230 cm höjd. Provningsresultaten för nätarmerade prover fram­ går av tabell 7.25 och för fiberarmerade av ta­ bell 7.26. Dessutom har maximala sprickbredder på plattans ovan- och undersida som funktion av fallhöjd mot mittpunkten (punkt 5) redovisats för nätarmerade prover i diagram figur 7.19 och för fiberarmerade prover i diagram 7.20. Resultaten av kröknings- och sprickviddsmätn in gar vid nätarmerade plattor måste ses mot bakgrunden till att plattorna efter genomgående sprickornas uppkomst ledar kring armeringsnätet (gångjärns- verkan ). 49 Tabell 7.25. Fallprov med kula, nätarme- r in g. Tabell 7.26. Fallprov med kula, fiberarme- r in g. Fallprov med kula, nätarmering - Resultat. Nätarmering Platta 1 Platta 3 Platta 5 Max. bredd sprick- mm Ut- bö jn. mm Max. bredd sprick- mm Ut- bö jn. mm Max. bredd sprick- mm Ut- bö jn. mm Punkt nr Fallhöjd cm Ovan­ sida Under­ sida Ovan­ sida Under­ sida Ovan- .s ida Under- s ida 1 00 _ _ 0.50 0.1 _ -0.08 _ _ _ 2 90 - - •0.17 0.15 - 0.18 - - - 3 100 - - •0.01 0.2 - 0.50 - - - 4 110 - - 0.35 0.2 - 0.27 - - - 5 120 0.3 0.3 0.37 0.2 0.4 0.76 - - - 5 130 0.6 0.6 0.95 0.6 Ô. 5 1.39 - - - 5 150 0.7 0.7 S 1.53 1.0 - S - - - 5 180 0.85 0.B5S - - - S 3.55 0.2 0.2 S 1.19 5 230 - - " - - - 0.4 0.5 S 3.82 Anm. Utböjningsmätningarna osäkra p g a "gångjärnsverkan" i genomgående sprickor. Fallprov med kula, f iberarmerin g - Resultat. F iberarmering Platta 2 Platta 4 Platta 6 Max. bredd sprick- mm Ut- bö jn. mm Max. sprick- bredd mm ut- bö jn. mm Max. sprick- bredd mm Ut- bö jn. mm Punkt nr F allhöjd cm Ovan­ sida Under­ sida • Ovan­ sida Under­ sida Ovan­ sida Under­ sida 1 80 _ _ 0.17 _ _ 0.20 _ _ _ 2 90 - - 0.. 15 - - -0.29X - - . - 3 100 - - 0.31 - - 0.12 - - - 4 110 - - 0.80 - - 0.28 - - - 5 120 - - 0.46 - - 0.65 - - - 5 130 - S 1.40 - - 0.96 - - - 5 150 - 0.1 s 2.84 - 0 S 1.90 - - - 5 180 - 0.4 S 4.81 - 0 s 2.57 - 0 1.99 5 230 - - - - - - " 0.2 S 4.02 FALLPROV MED KULA NATARMERAD MURCEMENTPUTS F igur 7.19. Fallprav mEd kula, nät armer in g. OVANSIDA MAX. SPRICKVIDD MM. /-PLATTA 3 FALLHÖJD —PLATTA 3 UNDERSIDA MAX. SPRICKVIDD MM. FALLPROV MED KULA STÅLFIBERARMERAD MURCEMENTPUTS Figur 7.20. Fallprov/ med kula, fibErarmering. OVANSIDA MAX. SPRICKVIDD MM. PÅ OVANSIDAN FALLHÖJD PÅ UNDERSIDAN \-PLATTA 2 UNDERSIDA MAX. SPRICKVIDD MM. 51 Av diagrammen framgår, att sprickuidderna är be­ tydligt mindre uid fiberarmerade provkroppar och att inga mätbara sprickor kan konstateras på plattornas ovansida. De fiberarmerade plattorna har endast skador lo­ kalt kring anslagspunkten omkring 120 mm medan däremot skadorna vid nätarmerade prover har stör­ re utbredning. Figur 7.21 till 7.25 visar skador och sprickmön­ ster. Sprickorna har markerats med spritpenna. Mät armerin g visas till vänster och fiberarmerin g till höger. Figur 7.21. Plattornas ovan­ sida vid fallhöjd 180 cm. Ett slag mot plattornas mittpunkter. Inga sprickor på den fiberarmerade plattan. Mätarmerad Fiberarmerad Figur 7.22. Plattornas ovan­ sida vid fallhöjd 230 cm. Två slag mot plattornas mittpunkter. Inga sprickor på den f iberarmerade plattan. Mätarmerad Fiberarmerad 52 Figur 7.23. Plattornas baksi­ dor vid fallhöjd 23D cm. Två slag mot plattornas mittpunkter. fL stiff IMät arme rad F iberarmerad Figur 7.24. □ vansidorna på provplattorn a 3 och 4 efter 8 slag. Slagserie enl. tabellerna 7.25 och 7.26. Inga sprickor på fiberarme rade plattan. IMätarmerad F iberarmerad Figur 7.25. Baksidorna på provplattorna 3 och 4 efter 8 slag. Slagserie enl. tabellerna 7.25 och 7.26. F iberarmerad 53 7.13 Fra strEsis tens Serie a - Frostresisten sen bestämdes på sätt som anges i SIS 22 01 11, varvid 250 mm långa och 80 mm breda remsor av putsplattorna användes. Provkropparna var efter de i standarden angivna 25 frysn in gs-1 in ingscyk1erna helt sönderfrusna. Eftersom detta resultat kunde ha orsakats av vid sågningen uppkomna kantskador, utfördes nya prov varvid provkropparnas sågade ytor tätades med en hartzparaffinsmälta. Dessutom repeterades prov­ ningen med större (25 x 25 cm) provplattor, vars kanter också tätades. Efter 25 frysnin gscykler av 80 mm breda prismor observerades följande: Prov be­ tecknat : "KC2"+B "KCy + M "KC, »4 "KC"+B5 "KC6"+M Prismorna helt sönderfrusna. Prismorna helt sönderfrusna. Prismorna helt sände rfrusna. Ytorna och kanterna sönderfrusna. Mindre skador på ytan och kanterna. 2 - 4 mm yt avf1 agn in gar, kantskador. Efter 25 frysningscyk 1er av provplattor 25x25 cm observerades följande: "KC2" + B Prismorna helt sönde rfrusna. "KC^"+B Cirka 2 mm djupa ytavflagningar. På en särskilt framställd platta av fiberarmerat bruk med ytskikt av oarmerat bruk uppträdde efter 25 frysningscykler 1 - 3 mm djupa yt avfrysnin gar. Dessa resultat föranledde en särskild undersök­ ning beträffande luftinnehåll eftersom det visade sig, att såväl oarmerat bruk som armerat frös sönder. Samtidigt är det känt, att moderna bruk, som innehåller 1uftporbildande medel, ger frost- resistenta putser. Resultaten från 1ufthal tsbestämnin garna framgår av kapitel 7.1. Genom att lufthalten minskas un­ der blandnings- och sprutn ingsske det , blir putsen inte frostresistent. De provkroppar, som till­ verkats på Provningsanstalten och som inte spru­ tats, uppvisade däremot inga frostskador. Serierna b och c - Fro stres isten sen bestämdes på sätt, som anges i SIS 22 01 11, varvid 250 mm långa och 80 mm breda remsor av putsplattorna an­ vändes. Dessa tätades på undersidan och kanterna med aluminiumfolie. Samtliga provkroppar hade efter de föreskrivna 25 cyklerna fått mindre el­ ler större frostskador. Orsaken till dessa synes vara den luftförlust, som sker vid blandning och sprutning (se även kapitel 7.1). Utseendet på några av provkrapparna efter avslutad frysprov ning visas på figurerna 7.26 och 7.27. 54 Figur 7.26. KC och BC + B efter frys- provning. Figur 7.27 M och M + B efter frys- provning. Beträffande luftinnehåll hänvisas till kapitel 7.1. Ett tillräckligt luftinnehåll i den färdiga produkten kan troligtvis erhållas genom en skon­ sammare blandning och ett större luftinnehåll i ursprungsblandningen. 55 7.14 Korrosionsbeteende 7.14.1 Provplattor utan ytskikt Serie a - Harroslonsbeteende t av de i bruken in­ bäddade armeringstrådarna undersöktes först på ZD cm långa och 4 cm breda remsor av de armerade plattorna. Denna undersökning utfördes i salt- dimmeapparat enligt SIS 18 41 90. Provningen på­ gick i 14 dygn. Eftersom här liknande observa­ tioner gjordes som vid frysprovningen, utfördes även här nya försök med provkroppar, vars snitt- ytor tätats med en hartzparaffinsmälta. Ytan på "sprutsidan" var ej täckt med oarmerat bruk, var­ för fibrerna på denna sida var exponerade i ytan. Dessutom repeterades provningen med större (24 x 24 cm) provplattor, vars kanter också tätades. På 40 mm breda prismor observerades följande: "KC2"+B och "KC5"+B - Hos hela prismor endast för saltdimma exponerade trådar rostiga. Vid böjprovning avbrutna och sedan i rumsluft lagra­ de prismor var trådarna rostiga i exponerade brottsprickor. På plattor 24 x 24 cm observerades följande: "KC2"+B - Kanterna skadade runt om trots det på­ lagda skyddet. I ytan liggande stålfibrer av- rostade respektive rostiga. Efter sönderbrytning av plattan kunde observeras, att det förekom rostfläckar i tvärsnittet (porer i bruket ). "KC5"+B - I ytan liggande fibrer rostiga respek­ tive avrostade. Efter sönderbrytning av plattan kunde inga rostfläckar i tvärsnittet observeras hos den ena av de provade plattorna, medan sådana förekam särskilt i mitten av tvärsnittet hos den andra plattan. Det är möjligt att där fanns en sprutskarv. korrosionsprov- ning. De fyra provkropparna till höger oarme­ rade . Figur 7.28. KC och KC+B efter 56 Figur 7.29. M och M + B efter korrosionsprov- ning. De f y r a p r □ v k r □ p p a r n a till vänster ear merade. "KCji' + M och "KCg" + M - I ett avbrutet snitt före­ kom enstaka rostfläckar, cirka 1 på 1Ü exponerade trådar. De i bruk inbäddade trådarna var oan­ gripna . Serierna b och c - Korrosionsbeteende t av de i bruket inbäddade armeringstrådarna undersöktes på provkroppar framställda på samma sätt som beskrivits under kapitel 7.13, "Frostresistens". Provningen utfördes i saltdimmeapparat enligt SIS 18 41 90. Provningen pågick i 14 dygn. Vid en därefter företagen okulärbesiktnin g kunde kon­ stateras, att de utstickande trådarna hade rostat eller rentav rostat av. Efter sönderbrytnin g av provkropparna kunde kon­ stateras, att spår av rost förekom hos KC-bruket i ett 1 - 3 mm tjockt ytskikt av provkropparna (mest omkring 1 mm) och i ett 3 - 6 mm tjockt skikt hos provkroppar av murcementbruket (mest 3-4 mm). Fotografierna 7.28 och 7.29 visar provkropparna efter uttagning ur sal tdimmeappa- raten Resultaten av undersökningen visar, att Meltex- fibrer från korros ions s ynpunkt är lämpligare än Be k aert-f ibr er. Vid användande av Bekaert-fib- rer rostar utstickande trådar av. Vid KC-bruk förekommer inga skador på djupet. Vid Murcement förekommer spår av rost något djupare. 57 Tabell 7.27. Resultat från korrnsionsprov. 7.14.2 Pro vplattc^r med ytskikt Serierna b och c - Mot bakgrunden till att en fi- berarmerad puts vanligtvis förses med ett färgat ytskikt av KC-baserat bruk eller ett motsvarande avjämningsskikt som underlag för måln ingsbehand- ling, utfördes också försök på sådana provkrop- par . I samtliga fall avjämnades den fiberputsade ytan med ett tunt skikt utan fibrer med tjocklekar mellan 2 - 10 mm. Inte i något fall förekom rostgenomslag. Resultaten framgår av tabell 7.27. Fiberputs- typ Tjock­ lek mm Avjämnings- påslag typ Tjock­ lek mm Ytbehandling typ T jock- 1 ek mm Rost­ utslag från fiber- putsen KC-bruk 27 KC 2:1:12 8 Stänkputs 4 Inga KC-bruk 20 KC 2:1:12 10 Spritputs 2 Inga KC-bruk 24 KC 2:1:12 8 Silikatfärg < 1 Inga KC-bruk 36 KC 2:1:12 4 Silikatfärg <1 Inga Murcement 36 Murcement 8 Stänkputs 4 Inga Murcement 29 Murcement 12 Spritputs 2 Inga Murcement 21 Murcement 9 Silikatfärg <1 Inga Murcement 41 Murcement 4 Silikatfärg <1 Inga 7.15 Förhindrad krympning vid snabbt insättande uttorkning Förhindrad krympning i samband med fiberarmerad betong har bl a undersökts av Bo Malmberg (Fiber- betong, Nordforsks projektkommitté för FRC-mate- rial, Stockholm 1977). Resultaten från denna undersökning torde i prin­ cip vara tillämpliga även vid fiberarmerad puts, särskilt med tanke på den överensstämmelse som konstaterats vid jämförelse mellan cementbaserade och KC- respektive murcementbaserade matriser, exempelvis böjdraghållfasthet , arbe t supptagande förmåga, fri krympning m m. Fasadputs utsätts ofta för stark uttorkning med risk för sprickbildning. Några enkla prover har därför utförts för att jämföra fiberarmerad och oarmerad puts i ett kor11idsperspek t iv. Fiberarmerad respektive oar­ merad puts utsattes för uttorkning vid en tempe­ ratur av cirka +30°. Luftomsättningen var mått­ lig. 4 st prover har utförts med murcementmatris M 400/600: 2 st fiberarmerade och 2 st oarmerade Provningen har utförts i stållådor med måtten 600 x 600 x 20 mm. Lådorna har tillverkats av 6 mm stålplåt. Runt kanterna har lådorna försty- vats med L-järn 45 x 45 x 5 mm. För att förankra putsskiktet utefter sidorna, har avsågade 5" spik 58 svetsats fast runt kanterna med ett c/c-avstånd av 3D mm. Spikens utstickande längd 3D mm. Lå­ dornas bottnar har täckts med plastfolie för att förhindra vidhäftning mot bottnarna. Två timmar efter det att putsen applicerats i lå­ dorna utsattes proverna liggande för en tempera­ tur av + 29° C. Temperaturen åstadkoms genom fläktar, som blåste varmluft på provkropparna. Efter 1 dygn restes provlådorna. Observationer gjordes efter 2 timmar, 5 timmar, 1, 2, 3 samt 7 dygn. Några synliga sprickor kunde inte obser­ veras förrän efter 3:e dygnet, då sprickor hade uppstått på de oarmerade provkropparna 0A1 och DA2, sprickvidder omkring 0,2 mm. Se figur 7.3D. Figur 7.30. Oarmerade prov- kroppar efter 3 dygn. Efter 7 dygn observerades ytterligare en spricka på provkropp 0A1. Sprickan på 0A2 hade vidgats något.och uppgick.till max 0,3 mm, se figur 7.31. Figur 7.31. Oarmerade prov- kroppar efer 7 dygn. På de fiberarmerade provkropparna upptäcktes ing­ en sprickbildning. Vid putsarbeten utförda i verkiigheten under o- gynnsamma förhållanden kan säkert temperaturer upp till +80° C uppstå. Erfarenhetsmässigt kom mer då självklart sprickbildningen betydligt snabbare p g a den hastigare vattenavgången. Oavsett temperaturområde, hastigheten i vatten­ avgång, torde fiberarmeringen ha en gynnsam ef­ fekt på uppkomsten och fördelningen av sprick­ bildning i samband med snabb uttorkning. 60 8 FÄSTANORDNINGAR Serie a - Största användningsområdet för fiber- armerad puts torde bli puts på t il1 äggs i so 1 er ing. Hur putsskiktet då skall förankras i byggnadens stomme är en väsentlig fråga. I princip torde alla nu vanliga upphängningssystem kunna användas, exempelvis Serporocksystemet, infästningar enligt tekn.dr Arne Johnsons system etc. En viktig fråga är hur själva förankringsorganet skall vara utformat för att få ett gott fäste i den fiberarmerade putsen. Med anledning av detta har några inledande försök utförts, där förankringsorganet utgjorts av en rostfri kamspik med huvud. Jämförande prover har utförts med olika tilläggsanordningar för att förbättra infästningen i fiberputsen. Samtidigt har utdragsprover utförts på spik inslagna i trä­ reglar. Ett upphängningssystem med träreglar är ett van­ ligt utförande och förankringen av putsskiktet kan då ske med rostfri spik med utstickande hu­ vud . 8.1 Fästanordningens förankring i fiberputsen En platta sprutades upp på underlag av Siporex. På underlaget, som kring varje islagen spik ur­ gröptes till cirka 5 mm djup, sprutades stålfi- berarmerad puts. Förutom försöket med enbart kamspiken (kamspik 75 x 3,0 mm, kamförsedd del 45 mm), gjordes olika försök med på olika sätt utformade brickor och kryss enligt nedanstående förteckning och figur 8.1. 1. Fastsvetsat kryss. 2. Perforerad plåtremsa. 3. Hryss av perforerad plåt. 4. Perforerad plåtskiva cirkulär. 5. Perforerad plåtskiva rektangulär. 6. Spik utan tilläggsanordning. Figur 8.1. Provade fäst­ anordningar . 61 Figur 8.2. Provplattans ut­ seende sedan lättbetongen av­ lägsnats. Putsbruket sprutades på i tre am gå ngar: 5 mm fyllning av groparna samt två skikt ä 10 mm. Före provningen avlägsnades gasbetongen och plat­ tan sågades upp i kvadratiska bitar med var sin spik i mitten av provkroppen. Provkroppen monterades med spikspetsen stucken genom ett 0 7G mm hål i en 25 mm tjock stålplåt Dragkraften ansattes i spikens kamförsedda del. Den högst uppnådda lasten betecknas som brott- last. Sedan denna uppnåtts, kan spiken dras ut ytterligare någon cm innan lasten sjunker till halva brottlasten. Figur 8.3. Provningsanordning för utdragning av inputsad spik. 62 Figur B.4 . Försöket avslutat. Spiken utdragen. Figur B.5. Spik med cirkulär bricka utdragen ur fiberputsen. 63 Spikar med på dessa fastsatta t illäggsanordnin g ar för utbredning au spikskallen gav uid utdragsprov följande resultat: Typ au förankring Fastsuetsat kryss Perforerad plåtremsa Kryss au perforerad plåt Perforerad plåtskiua, cirkulär Perforerad plåtskiua, rektangulär Spik utan tilläggs­ anordning 8.2 Fästanordningens förankring i träregel Som jämförelse gjordes utdragsprou på samma kam­ spik islagna till 45 mm djup (kamgängad del) i furuuirke. Spiken drogs ut ur såuäl torrt som uattenlagrat uirke. Utdragskraften i N för de använda kamspikarna i- slagna i torrt respektiue uått furuuirke uar föl­ jande : Utdragskraft, N för islagen spik i torrt uirke i uått uirke 850 1150 1250 1050 1110 1000 1115 1100 1200 950 MU 1110 MW 1030 Au resultaten framgår, att tilläggsanordningarna inte gau någon nämnuärd förbättring i förhållande till endast spikskallen, sannolikt p g a inbädd- ningssuårigheter i bruket. Utdragskraften för att dra ut spiken ur den fib erarme rade putsen är också 3-4 gånger större än utdragskraften för spik i träregel. Någon tilläggsanordning för för­ ankring i fiberbetongen är sålunda inte nöduändig uid ett förankringss ystem som det ouan beskriuna. Utdragskraft , N Medeluärde au tuå prou 345U 3250 2200 4080 3100 3350 64 9 UTFÖRDA ARBETEN När det gäller stålf iberarmerad sprutbetong har sedan några år ganska omfattande arbeten utförts huvudsakligast inom området bergförstärkning, men fiberarmerad sprutbetong används även inom andra områden såsom vid reparation av skadad betong, brand- och korrosionsskydd, skalkonstruktioner, tunna element m m. Några mindre arbeten med fiberarmerad puts har också utförts och skall i korthet beskrivas nedan. På en tvåvåningsvilla i Göteborg har stålfiberar- merad puts använts i samband med t il1 äggs isole- ring, se figur 9.1. Figur 9.1. Tvåvåningsvilla försedd med ut- vändig tilläggs- isolering av mi­ neralull , ytskikt av stålfiberarme­ rad puts. Två Dlika system har använts för att förankra putsskiktet i stommen. I ena fallet användes stående reglar som fastsattes i väggen med rost­ fria förankringsorgan. I reglarnas framkant app­ licerades rostfria kamspik 75,0 x 3,0 mm (se ka­ pitel 8.1) med ett c/c-avstånd av cirka 200 mm. Spiken slogs in så långt, att 15 mm blev kvar ut­ stickande. Den fiberarmerade putsen sprutades - efter det att en 1ä11grundning utförts - direkt mot mineralullsskivorna. Tjocklek cirka 20 mm. Fiberputsen täcktes med en genomfärgad spritputs. I andra fallet användes inte reglar och spik som fästorgan för putsen. I stället gjöts en ny soc­ kel förankrad vid den gamla. På denna sockel "ställdes" sedan putsskiktet. För att förhindra 65 Figur 9.2. F iberarmerat putsskikt som in- vändig beklädnad på mineralulls- isolering. Figur 9.3. Industribyggnad försedd med in- vändig beklädnad au fiberarmerad puts . "tippning" förankrades putsskiktet punktuis med en särskild rostfri spik med bricka. Spiken med bricka användes äuen vid monteringen au mineral­ ull sskiuorna. Putsskiktet applicerades på samma sätt som i första fallet. Objektet följs upp kontinuerligt. Under de tuå ar, som gatt sedan objektet utförts, har ingen sprickbildning eller andra olägenheter kunnat konstateras. Ytterligare nagra arbeten au samma karaktär har utförts i Göteborgsregionen. Fiberarmerad puts har också kommit till utförande i samband med inuändiga ytskikt på mineralull i en industribyggnad. Stommen var i detta fall ut­ förd au prefabricerade betongpelare och balkar. Väggen bestar utifrån räknat av profilerad plåt, mineralull och puts, se figur 9.2 och figur 9.3! MSH 100x100 ARMERINGSJÄRN PAPP ---------- MINER ALULLSISOLERING 66 En v/iss del au byggnaden har utförts med cirka 2D mm tjeck fiberarmerad puts, under det att and­ ra delar utförts med nätarmerad dite. Nätarme- ringen utgörs au kycklingnät. Putsskiktet är förankrat i uertikala armeringsstänger, som fixe­ rats i liggande stålreglar (se figur 9.2). I\ler- till står putsskiktet på en betongsockel. I samtliga fall, där nätarmering anuänts, kan sprickbildningar konstateras, huuudsakligast uer­ tikala sådana. Den fiberarme rade delen är sprickfri. Något täckskikt på den fiberarmerade putsen förekom inte. Enstaka fibrer sticker fram ur ytan men innebär i detta fall inte någon olä­ genhet . Figur 9.4. Utsågat ausnitt au fiberarmerad puts sprutad mot mineralullsiso- lering. 67 10 SAMMANFATTNING Rapporten behandlar stålfiberarmerad puts egen­ skaper vid användandet av två bindemedelstyper - kalk/cement Dch murcement - i kombination med två olika typer av stålfibrer. Tryck-, böjdrag- och tvärdraghållfasthet har pro­ vats. Missa fysikaliska egenskaper såsom vatten- absorption, vatteninträngning, fuktdiffusion, fukt- och temperaturrörelser, inverkan av ensidig fuktning, frostresistens, korrosionsbeteende och förhindrad krympning har undersökts. Dessutom har jämförelse gjorts mellan konventionellt arme­ rad och fiberarmerad puts beträffande motstånds­ kraften mot slag (fallprov med kula). Det har visat sig att fibrerna - på samma sätt som vid sprutning av fiberarmerad betong - orien­ terar sig i stort sett tvådimensionellt parallellt med underlaget. Denna orientering är i de flesta fall fördelaktig. Vid provning av böjdraghållfasthet på fiberarme­ rad puts, har värden mellan 6-9 MPa erhållits. Jämfört med oarmerad puts har böjdraghållfasthe- ten ökat 2-3 gånger. Stålfiberarmering ger en väsentlig förbättring av slagsegheten. Den armerade matrisens slagseghet var i nivån 13 KJ/m, den oarmerade 1,4 KJ/m. Tvärdraghållfastheten ökar obetydligt p g a att fibrerna huvudsakligast är orienterade vinkelrätt mot dragriktningen. En stor nackdel vid puts på svaga underlag, exem­ pelvis mineralull, är känsligheten för mekanisk åverkan. Vid jämförelse med nätarmerad puts har, vid prov med fallande kula, fiberarmeringen avse­ värt förbättrat motståndskraften mot sprickbild­ ning, framför allt på anslagssidan. Där sprickor uppstod var dessa små och väl fördelade. Man får inte som vid sprucken nätarmerad puts någon "gångjärnsverkan". Den arbetsupptagande förmågan räknat som ytan un­ der last-nedböjningsdiagrammet fram till 75 % av max.lasten, är cirka 75 gånger högre än för oar­ merade prover. Fiberarmerin gen synes inte påverka vattenabsorp- tionen vid vattenlagring. V atten inträngningen under tryck ligger på samma nivå för oarmerade och armerade provkroppar. Den är något större vid fiberarmerade bruk, men skillnaden är obetyd­ lig. 68 Vid jämförelse au fuktrörelser mellan armerad och oarmerad matris, har stora skillnader uppmätts. Fiberarmerad puts krymper mindre uid uttorkning. Vid förhindrad krympning i samband med snabb ut- torkning motverkar fibern uppkomsten au krymp- sprickor. Vid mätning au utböjning i samband med ensidig fuktning, har fiberarmeringen gynnsam inuerkan. Utböjningen var med fiberarmering ungefär hälften så stor som uid proukroppar utan fibrer. Några säkra skillnader i temperaturrörelser har ej konstaterats mellan armerad och oarmerad matris. Vid korrosionsprouen har konstaterats, att Meltex- fibrer är mindre känsliga än Bekaert-fihrer (dra­ gen tråd,). Utstickande Bekaert-f ibrer rostar au intill bruksytan. Vid proukroppar utan ytskikt med utstickande Bekaert-f ibrer i kombination med murcement, har konstaterats spår au rost i ett skikt cirka 3 mm från ytan. Vid proukroppar för­ sedda med täckskikt förekom inga skador. Såuäl oarmerade som fiberarmerade proukroppar har uisat dålig frostresistens. I båda fallen har konstaterats så stora luftförluster uid bland­ nings- och appliceringsmomenten, att proukroppar- na inte i något fall innehållit rekommenderad luftmängd. Prou med olika typer au förankringsorgan har ut­ förts. Dessa förefaller kunna utföras mycket en­ kelt. Utdragskraften ur den fiberarmerade putsen för en rostfri spik med huuud, har ett medeluärde au 3.350 N, uilket är 3 - 4 gånger högre än ut- dragskraften för en spik i en träregel. Fiberarmerad puts har många positiua egenskaper särskilt intressanta uid putsning på suaga under­ lag. Konstruktiut erhålls ett jämnstarkt tvär­ snitt, som har samma lastupptagande förmåga oau- sett b el astningsriktning. Egenskaper som hög draghållfasthet, god arbet supptagande förmåga, fördelaktig sprickfördelning och hög slagseghet är uärdefulla då puts appliceras på suaga under­ lag. Liten utböjning uid ensidig fuktning och små rörelser uid uarierande fuktförhåll ande är också uärdefulla egenskaper. För både oarmerad och fiberarmerad puts har er­ forderlig frostresistens inte uppnåtts. Detta torde kunna avhjälpas med en större lufttillsats i ursprungsblandningen. Stålfiberarmerad puts bör förses med ett ytskikt, exempelvis au sprit- eller stänkputs, KC-färg eller liknande, för att förhindra missfärgning från rostande fibrer. 69 Arbetstekniskt försvinner det traditionella arme- ringsmomentet, vilket är en fördel. Stor nog­ grannhet och yrkesskicklighet fordras emellertid vid utförandet för att få en homogen produkt. 70 LITTERATUR ACI, 1974, Fiber reinforced concrete, American Concrete Institute, Publication SP-44, Detroit. Dührkop, H, Saretok, V, Sneck, T & Svendsen, 5 D, 1966, Bruk, murning, putsning. (Statens råd för byggnadsforskning). Stockholm. Elmarsson, Bengt, 1979, Puts på tilläggsisole - ring, Tio experimentb yggnadsproje kt för prou av olika metoder. (Statens råd för byggnadsforsk­ ning). Hagman, Folke, 1978, Puts som ytskikt på mine­ ralull och cellplast. (Statens råd för byggnads­ forskning). Rapport R8:1978. Hannant, D J, 1978, Fibre cements and fibre con­ cretes, John Uiley & Son's Ltd. Henages, C H, 1980, Meu developments in steel fibrous shotcrete, Concrete construction, March 1980. Johnston, Colin, D, 1980, Fibre reinforced con­ crete, Progress in concrete technology, Ottawa, Canada. IMordforsk, 1977, Fiberbetong, (\Jordforsk projekt­ kommitté för FRC-material, delrapporter och hu­ vudrapport, Stockholm. RILEM, 1975, Fiber reinforced cement and con­ crete, RILEM symposium, 1975, The Construction Press Ltd, Hornby, Lancaster. Sandell , ; Bertil , 1978, Uåtsprutad stålfiberarme- rad betong. (Statens råd för byggnadsforskning). Rapport R87 : 1978. Denna rapport hänför sig till forskningsanslag 771202-1 frän Statens råd för byggnadsforskning till Betongsprutnings AB, BESAB, Göteborg. Rl: 1982 ISBN 91-540-3640-2 Art.nr: 6700501 Abonnemangsgrupp: Z. Konstruktioner o. material Distribution: Svensk Byggtjänst, Box 7853 103 99 Stockholm Statens råd för byggnadsforskning, Stockholm Cirkapris: 30 kr exkl moms