Vakolatok szerepe áthidalók és födém tűzállósági vizsgálatánál

Vakolatok szerepe áthidalók és födém Vakolatok szerepe áthidalók és födém tűzállósági vizsgálatánáltűzállósági vizsgálatánál

Dr. Hajpál Mónika, Somorjai Antal

Egy kutatás eredményei…Egy kutatás eredményei…

Tűzvédelmi Szakmai Napok Siófok, 2010. október 28-29.

ÉMI Nonprofit Kft., Tűzvédelmi Tudományos Osztály

Kutatás célja

Meghatározni a vakolatok szerepét vízszintes teherhordó szerkezetek

tűzállóságánál:

különböző fajtájú vakolatok tűzállósági határértékre gyakorolt hatásának

vizsgálata

vakolatok eltérő vastagságban történő alkalmazása esetén a tűzállósági

határértékre gyakorolt hatás vizsgálata

különböző vízszintes teherhordó szerkezetek (előre gyártott, feszített,

kerámia burkolatú nyílásáthidalók és födémgerendás, kerámia béléstestes

födém) vizsgálata esetén


Kutatás fő részei

I. Egy új fejlesztésű, előre gyártott, feszített, kerámia burkolatú

nyílásáthidaló modellkísérletei vakolat nélkül és 3 hagyományos

fajtájú, 2 eltérő vastagságú vakolat alkalmazásánál

II. Egy korábban vakolat nélkül már minősített, előre gyártott,

feszített, kerámia burkolatú nyílásáthidaló modellkísérlete 3

különböző perlit vakolat alkalmazásánál

III. Egy korábban vakolat nélkül már minősített födémgerendás,

kerámia béléstestes födém modellkísérlete vakolattal


Kutatás I. rész – Áthidaló 1

Egy új fejlesztésű, előre gyártott, feszített, kerámia burkolatú nyílásáthidalónál

mechanikai és tartószerkezeti modellkísérletek alapján az eltérő kialakítású

változatok közül a legmegfelelőbb kiválasztása

Mechanikai Tudományos Osztály, Tartószerkezeti Tudományos Osztály

a kiválasztott változat tűzállósági modellkísérletei

Tűzvédelmi Tudományos Osztály

a tűzállósági határérték meghatározása vakolat nélkül

a tűzállósági határérték meghatározása 3 különböző fajtájú hagyományos

(javított meszes, gipszes, perlites) vakolat 2 vastagságban (10 ill. 15 mm)

történő alkalmazásánál


I/1 A vakolat nélküli Áthidaló 1 tűzállósági modellkísérlete

a modell:

3 db 3,50 m hosszú áthidaló

az áthidalókon 2 sor pórusbeton áthidaló rendszer

szabad fesztáv: 3,25 m felfekvés: 12,5 cm

terhelés: F = 18,0 kN


I/1 A vakolat nélküli Áthidaló 1 tűzállósági modellkísérlete TH: 53 perc ( R 45 )


I/2 Különböző fajtájú, 10 mm vastagságú hagyományos vakolattal védett Áthidaló 1 tűzállósági modellkísérlete

1 – perlitvakolatú, 2 – gipszvakolatú, 3 – javított mészvakolatú áthidaló

a modell: 3 × 3 db 3,50 m hosszú áthidaló




ÁTHIDALÓ RENDSZERÁTHIDALÓ RENDSZER



javított

mészvakolatú

áthidaló



perlitvakolatú

áthidaló

javított

mészvakolatú

áthidaló TH: 65 perc (R 60)

TH: >77 perc (R 60)

gipszvakolatú

áthidaló TH: 61 perc (R 60)



0

100

200

300

400

500

600

0:00 0:10 0:20 0:30 0:40 0:50 1:00 1:10

Mészvakolatú áthidaló (10 mm)

0

100

200

300

400

500

600

0:00 0:10 0:20 0:30 0:40 0:50 1:00 1:10

0

100

200

300

400

500

600

0:00 0:10 0:20 0:30 0:40 0:50 1:00 1:10

gipszvakolatú javított

mészvakolatú

perlitvakolatú


1 – javított mészvakolatú, 2 – gipszvakolatú, 3 – perlitvakolatú áthidaló

a modell: 3 × 3 db 3,50 m hosszú áthidaló







javított

mészvakolatú

áthidaló

perlitvakolatú

áthidaló

TH: 52 perc (gipszes), 53 perc (jav. meszes), >122 perc (perlites)


0

100

200

300

400

0:00 0:10 0:20 0:30 0:40 0:50 1:00 1:10 1:20 1:30 1:40 1:50 2:00

0

100

200

300

400

0:00 0:10 0:20 0:30 0:40 0:50 1:00 1:10 1:20 1:30 1:40 1:50 2:00

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0:00 0:10 0:20 0:30 0:40 0:50 1:00 1:10 1:20 1:30 1:40 1:50 2:00

gipszvakolatú javított

mészvakolatú

perlitvakolatú

Kutatás II. rész

A korábban már minősített előre gyártott, feszített, kerámia

burkolatú nyílásáthidaló (Áthidaló 2) tűzállósági modellkísérletei

a tűzállósági határérték meghatározása vakolat nélkül

a tűzállósági határérték meghatározása 3 azonos fajtájú, de

különböző típusú, 10 mm vastag perlites vakolat alkalmazásánál


II/1 A vakolat nélküli Áthidaló 2 tűzállósági vizsgálata

a modell: 2 db 3,25 m hosszú áthidaló

az áthidalókon 16,5 cm felbeton és 2 sor pórusbeton áthidaló rendszer


terhelés: q = 6,16 kN/m TH: 32 perc ( R 30 )


II/2 Eltérő típusú, 10 mm perlitvakolattal védett Áthidaló 2 tűzállósági modellkísérlete

1 – száraz előkevert „A” perlitvakolatú, 2 – hagyományos perlitvakolatú, 3 – száraz előkevert „B” perlitvakolatú áthidalóa modell: 2 db 3,00 m hosszú áthidaló

az áthidalókon 16,5 cm felbeton és 2 sor pórusbeton áthidaló rendszer






„B” száraz

előkevert

perlitvakolatú

áthidaló

„A” száraz

előkevert

perlitvakolatú

áthidaló

TH: >152 perc ( R 120 )


hagyományos perlitvakolatú „B” száraz

előkevert

perlitvakolatú

áthidaló „A” száraz előkevert

perlitvakolatú áthidaló

„B” száraz előkevert perlitvakolatú áthidaló

0

50

100

150

200

250

300

350

0:00 0:10 0:20 0:30 0:40 0:50 1:00 1:10 1:20 1:30 1:40 1:50 2:00

Idő [óra:perc]

A f

eszí

tőh

uza

l fe

lüle

ti h

őm

érs

ékl

et-

eme

lke

dés

e [K

]

B5 [K] B12 [K]

„A” száraz előkevert perlitvakolatú áthidaló

0

50

100

150

200

250

300

350

0:00 0:10 0:20 0:30 0:40 0:50 1:00 1:10 1:20 1:30 1:40 1:50 2:00

Idő [óra:perc]

A f

eszí

tőh

uza

l fe

lüle

ti h

őm

érsé

klet

-em

elke

dés

e [K

]

K7 [K] K14 [K]

0

50

100

150

200

250

300

350

0:00 0:10 0:20 0:30 0:40 0:50 1:00 1:10 1:20 1:30 1:40 1:50 2:00

Kutatás III. rész

Födémgerendás, kerámia béléstestes födém modellkísérlete

A vakolat nélküli födém tűzállósági vizsgálata

10 mm vastag száraz, előkevert mészcement vakolattal védett

födém tűzállósági modellkísérlete


III/1 Vakolat nélküli födémgerendás, kerámia béléstestes födém tűzállósági vizsgálata

a modell: 1470 × 4500 × 210 mm méretű födémszerkezet4 db 4,25 m hosszú födémgerenda, 51 db kerámia béléstestet szabad fesztáv: 4,00 m felfekvés: 25 cm terhelés: q = 1,5 kN/m


III/1 Vakolat nélküli födémgerendás, kerámia béléstestes födém tűzállósági vizsgálata

TH: 32 perc ( REI 30 )

D = L2/400d = 190,47 mm L/30 = 133,33 mm

vD = L2/9000d = 8,46 mm/perc

Födém vakolat nélkül

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0:00 0:05 0:10 0:15 0:20 0:25 0:30 0:33Idő [óra:perc]

Fö

dém

leh

ajlá

sa [

mm

]

D = 190,47 mm

L/30 = 133,33 mm

Födém vakolat nélkül

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0:00 0:05 0:10 0:15 0:20 0:25 0:30 0:33

Idő [ó:perc]

Leh

ajlá

si s

ebes

ség

[m

m/p

erc]

vD = 8,46 mm/perc


III/2 10 mm vakolattal védett födémgerendás, kerámia béléstestes födém tűzállósági modellkísérlete

TH: 145 perc ( REI 120 )

a modell: 1920 × 4500 × 210 mm méretű födémszerkezet, 4 db 4,25 m hosszú födémgerenda,51 db kerámia béléstestet szabad fesztáv: 4,00 m felfekvés: 25 cm terhelés: q = 1,5 kN/m

III/2 10 mm vakolattal védett födémgerendás, kerámia béléstestes födém tűzállósági modellkísérlete

0

100

200

300

400

500

600

0:00 0:10 0:20 0:30 0:40 0:50 1:00 1:10 1:20 1:30 1:40 1:50 2:00 2:10 2:20

0

100

200

300

400

500

600

0:00 0:10 0:20 0:30 0:40 0:50 1:00 1:10 1:20 1:30 1:40 1:50 2:00 2:10 2:20

födémgerenda 2 födémgerenda 1

külső felület

Födém 10 mm mészcement vakolattal

0

10

20

30

40

50

60

70

0:00 0:10 0:20 0:30 0:40 0:50 1:00 1:10 1:20 1:30 1:40 1:50 2:00Idő [óra:perc]

A f

öd

ém

kü

lső

fe

lüle

ti h

őm

érs

ék

let-

em

elk

edé

se

[K

]

F1 [K]

F2 [K]

F3 [K]

F4 [K]

F5 [K]

Kutatási eredmények összegzése

VakolatTeherhordó

képesség [perc]

Tűzállósági határérték

osztály

TűzvédelmiosztályTípus

Vastagság [mm]

Áthidaló 1

Vakolat nélkül - 53 R 45 A1

Javított mészvakolat

10

65 R 60 A1

Gipszvakolat 61 R 60 A1

Perlitvakolat > 77 R 60 A1

Javított mészvakolat

15

53 R 45 A1

Gipszvakolat 52 R 45 A1

Perlitvakolat > 122 R 120 A1

Áthidaló 2Vakolat nélkül - 32 R 30 A1

Perlitvakolatok 10 > 152 R 120 A1

FödémVakolat nélkül - 32 REI 30 A1

Mészcement vak. 10 145 REI 120 A1

Konklúzió

Rúdszerkezeteknél

a 10 mm vastagságban felhordott javított mészvakolat és gipszvakolat alkalmazásával jobb tűzvédelmi osztály érhető ela javított mész- és gipszvakolat 15 mm vastagságban való alkalmazása már nem (!!) jelent tűzállósági határérték-növekedést a vakolat nélküli szerkezetekhez képesta tűzállósági határérték kis mértékű növelése tehát a javított mészvakolattal és a gipszvakolattal, nagyobb mértékű növelése a perlitvakolattal érhető el


Konklúzió

Födémszerkezetnél

a vakolat nélküli födém tűzállósági határértéke (32 perc – REI30)a szerkezet tűzben való viselkedéséből adódóan a javított mészvakolat lényegesen nagyobb javulást eredményez a tűzállósági teljesítménybenmár a javított mészvakolat alkalmazásával is a vakolat nélküli tűzállósági határérték több mint négyszerese biztosítható (145 perc – REI120)


Eredmények hasznosítása

Vasbeton és feszített beton fal- és födémszerkezetnél

MSZ 595-3:1996 „Épületszerkezetek tűzállósági követelményei” szabvány2/2002. (I. 23.) BM rendelet 5. melléklete jelenleg hatályban levő Országos Tűzvédelmi Szabályzat, nincs (!) táblázat

0,850,500,35900gipszrabic7.

0,600,400,252000cementrabic6.

0,600,450,301200samotthabarcs5.

0,600,500,35850gipszhabarcs4.

0,550,400,251000cementhabarcs3.

0,550,400,251800javított mészhabarcs2.

0,500,350,201600mészhabarcs1.

20 mm15 mm10 mm

A szerkezet tűzállósági határértékének növekedése,

órában kifejezve, ha a bevonat vastagsága

Testsűrűség [kg/m3]

Tűzvédő bevonat megnevezése

Sor-szám

0,850,500,35900gipszrabic7.

0,600,400,252000cementrabic6.

0,600,450,301200samotthabarcs5.

0,600,500,35850gipszhabarcs4.

0,550,400,251000cementhabarcs3.

0,550,400,251800javított mészhabarcs2.

0,500,350,201600mészhabarcs1.

20 mm15 mm10 mm

A szerkezet tűzállósági határértékének növekedése,

órában kifejezve, ha a bevonat vastagsága

Testsűrűség [kg/m3]

Tűzvédő bevonat megnevezése

Sor-szám

Jövőben tervezett Országos Tűzvédelmi Szabályzat ?????jövőben további kutatások és tűzállósági modellkísérletek szükségesek

OTSZ-be ezek általános érvényű megállapításait átültetni szerkezetenként és vakolatonként differenciáltan


Köszönöm a [email protected] [email protected]


Documents

Vakolatok szerepe áthidalók és födém tűzállósági vizsgálatánál