BRIKKER PÅ LETKLINKERBLOKKE 1. Indledning - Dansk Beton · Variationskoefficienten for briktrykstyrken ses at være 0,012-0,175 med en middel variationskoefficient på 0,065 og dermed

Fejl! Ukendt argument for parameter.

2004.04.23 1001329-04-18 pdc/hra/sol

BRIKKER PÅ LETKLINKERBLOKKE 1. Indledning

Teknologisk Institut, Murværk har for BIB udført dette projekt vedrørende prøvning af brikker på letklinkerblokke. Denne rapport omhandler bestemmelse af forholdene for letklinkerblokke i ud-førelsesfasen, når helvægselementer placeres på brikker på murværk opmuret af letklinkerblokke. Den aktuelle styrke, der ønskes bestemt, benævnes ”briktrykstyrken”. I rapporten bestemmes, hvilket spændingsniveau, der kan anvendes ved di-mensioneringen af brikkernes geometri, når der skal tages behørigt hensyn til at: • brikkerne kan placeres nær kanten til blokkens facade • brikkerne kan placeres nær kanten til studsfugen, der kan være udført som

knas fuge • de underliggende blokke tillige kan være udført med knas studsfuge.

2. Konklusion. Resume Ved dimensionering af brikkernes geometri anvendes den regningsmæssige trykstyrke, som bestemmes ud fra Murværksnormen, DS 414, 5. udg. Tabel G3.d med en partialkoefficient svarende til normal sikkerhedsklasse. I forsøgene bestemtes godt nok en briktrykstyrke som er cirka 10% mindre end basistrykstyrken. Denne reduktion regnes dog opvejet af den forøgede regningsmæssige styrke, som kan anvendes under opførelse, idet der her kan regnes med lav sikkerhedsklasse. (Lav sikkerhedsklasse reducerer partialkoef-ficienten 10%, hvilket dermed forøger den regningsmæssige styrke 10%). Et eksempel: Et element med en nominel last på 2,2 tons skal placeres på 2 brikker på murværk opført af letklinkerblokke med en deklareret trykstyrke på 3,0 MPa. fcnk = 2,5 MPa γm = 1,84 (svarende til normal sikkerhedsklasse) fcnd = 1,36 MPa

2004.04.23 1001329-04-18

Fejl! Ukendt argument for parameter. 2

Antages brikkerne placeret symmetrisk fås følgende nødvendig areal (Anødv) : Anødv = ½ × 2,2 × 1000 × 9,807/1,36 = 7932 mm2

Dvs en brik med et areal på 80×100 er tilstrækkelig.

3. Modtagne materialer

Til forsøgene blev modtaget materialer i form af blokke og brikker. Blokkene blev modtaget den 2. marts 2004, brikkerne umiddelbart før. Prøvelegemer er benævnt: I) 100 mm blokke II) 150 mm blokke III) 230 mm blokke Prøvelegemerne var stemplet med støbedato og BVK-trekant og nr.:

I) 100 mm blokke: 040203 II) 150 mm blokke: 031218 III) 230 mm blokke: 040113 De anvendte brikker A og B var fra Gottfred Petersen A/S med varebetegnel-sen: JUB 10 (hvor ”10” refererer til højden i mm af brikken). Brik C var af stål med en tykkelse på 10 mm.

4. Opmuring og lagring Opmuringen blev foretaget af murer fra Teknologisk Institut, Murværk. Straks efter opmuringen blev prøvelegemerne overflyttet til klimarum, hvor de stod i 28±1 døgn ved 20±2°C og 65±5% RF inden prøvning.

5. Forsøgsopstilling og udførelse Beskrivelse af forsøgsopstilling og udførelse er angivet i bilag 1. Fotografisk dokumentation er angivet i bilag 2. Forsøgsprocedure for prøvning af excentrisk placerede brikker er ikke stan-dardiseret. Ud over beskrivelsen i bilag 1 kan tilføjes:

2004.04.23 1001329-04-18


Brudværdien defineres til ½ nedtrykning af brikken i blokken (dvs. 5 mm ned-trykning). Denne styrke benævnes tillige ”briktrykstyrken”. Endvidere blev registreret: • Lastværdi for fuld nedtrykning af brik i blok • Lastværdi for 2 mm nedtrykning af brik i blok • Lastværdi ved eventuel hjørneafskalning • Lastværdi ved eventuel begyndende revnedannelse i underliggende blok Styrkerne bliver målt i kg og omregnet til MPa på baggrund af brikkens størrelse.

6. Prøvning Bestemmelse af blokkes densitet, vandindhold og trykstyrke er foretaget efter DS 438.1.

7. Forsøgsresultater. Vandindhold og tørdensitet Fugtindhold og tørdensitet for blokkene er angivet i nedenstående tabel: Tabel 7.1. Fugtindhold (w) i % og tørdensitet (d) i kg/m3

I) 100 mm blokke II) 150 mm blokke III) 230 mm blokke Prøve

w d w d w d

1 5,0 620 7,9 600 7,1 606 2 5,0 622 7,9 601 7,0 607 3 4,5 617 8,0 602 6,6 608 4 5,0 620 8,2 605 7,4 611 5 4,3 612 8,0 604 7,9 606

Middel 4,8 618 8,0 602 7,2 608

2004.04.23 1001329-04-18


8. Forsøgsresultater. Styrker Fundne værdier for blokkenes trykstyrke er angivet i nedenstående tabel. Tabel 8.1. Bloktrykstyrke. Forsøgsresultater. Brudstyrke (MPa).

Prøve I) 100 mm blokke II) 150 mm blokke III) 230 mm blokke 1 3,558 3,349 3,107 2 3,798 3,586 3,124 3 3,646 3,202 3,181 4 3,991 3,459 3,007 5 3,738 3,479 3,237

Middel 3,75 3,42 3,13 Var.koeff. 0,044 0,043 0,028

8.1 Indledende forsøg. Brik A

Nedenstående er værdier fra de indledende forsøg med brik A og blok I), II) og III) angivet. Tabel 8.2. Indledende forsøg med brik A og blok I). Styrker angivet i MPa

Blok I) Forsøg

½ - ned

(briktrykstyrke)

1/1 ned 2 mm ned Hjørne afskallet

1 3,16 3,16 - - 2 2,97 3.25 2,69 2,25 3 3,08 3,26 2,78 2,49

Middel 3,07 3,22 2,74 2,37 Var.koeff. 0,031 - - -

Tabel 8.3. Indledende forsøg med brik A og blok II). Styrker angivet i MPa

Blok II) Forsøg

½ - ned

(briktrykstyrke)

1/1 ned 2 mm ned Hjørne afskallet Hjørne knust

1 3,75 3,75 3,48 - - 2 3,47 3,47 2,73 2,43 - 3 2,81 2,91 2,67 - 2,33

Middel 3,34 3,38 2,96 2,43 2,33 Var.koeff. 0,144

2004.04.23 1001329-04-18


Tabel 8.4. Indledende forsøg med brik A og blok III). Styrker angivet i MPa Blok III) Forsøg

½ - ned

(briktrykstyrke)

1/1 ned 2 mm ned Hjørne afskallet

1 3,02 3,07 2,75 2,34 2 2,98 2,98 2,52 2,33 3 3,05 3,25 2,89 2,34

Middel 3,02 3,10 2,72 2,34 Var.koeff. 0,012

8.2 Hovedforsøg. Brik B

Nedenstående er angivet resultater fra hovedforsøg med brik B og blok I), II) og III). Tabel 8.5. Hovedforsøg med brik B og blok I). Styrker angivet i MPa

Blok I) Forsøg

½ - ned

(briktrykstyrke)

1/1 ned 2 mm ned Hjørne afskallet Beg. revne i ned.

blok

1 2,82 2,93 1,89 1,83 - 2 2,89 2,98 1,91 - 2,40 3 2,91 3,23 2,01 2,01

Middel 2,87 3,05 1,94 1,83 2,21 Var.koeff. 0,016

Tabel 8.6. Hovedforsøg med brik B og blok II). Styrker angivet i MPa

Blok II) Forsøg

½ - ned

(briktrykstyrke)

1/1 ned 2 mm ned Beg. revne i ned. blok

1 3,37 3,71 2,61 3,37 2 3,42 3,63 2,60 2,84 3 3,62 3,94 2,58 2,43

Middel 3,47 3,76 2,60 2,88 Var.koeff. 0,038

2004.04.23 1001329-04-18


Tabel 8.7. Hovedforsøg med brik B og blok III). Styrker angivet i MPa Blok III) Forsøg

½ - ned

(briktrykstyrke)


1 3,12 3,38 2,77 - 2 3,34 3,54 2,69 3,47 3 3,42 3,67 2,52 -

Middel 3,29 3,53 2,66 3,47 Var.koeff 0,047

8.3 Hovedforsøg. Brik C

Nedenstående er angivet resultater fra hovedforsøg med brik C og blok II) og III). Der er ikke udført forsøg med brik C i kombination med blok I) , idet brikken er bredere end blokken og vil dermed ikke blive anvendt på den på-gældende blok. Tabel 8.8. Hovedforsøg med brik C og blok II). Styrker angivet i MPa

Blok II) Forsøg

½ - ned

(briktrykstyrke)


1 2,89 2,89 2,88 1,61 2 2,74 3,02 2,44 1,55 3 3,05 3,05 2,67 1,48

Middel 2,89 2,99 2,66 1,55 Var.koeff 0,054

Tabel 8.9. Hovedforsøg med brik C og blok III). Styrker angivet i MPa

Blok II) Forsøg

½ - ned

(briktrykstyrke)

1/1 ned 2 mm ned Hjørne afskallet Beg. revne i ned.

blok

1 3,21 3,21 3,00 2,35 2,16 2 2,94 2,94 2,56 - - 3 2,26 2,26 2,26 2,21

Middel 2,80 2,80 2,61 2,35 2,19 Var.koeff 0,175

2004.04.23 1001329-04-18


8.4 Mørtel prøvning

I forbindelse med opmuringen blev udtaget 1 delportion til prøvning af den hærdnede mørtels egenskaber. Resultater fra mørtelprøvning er angivet i ne-denstående tabel. Tabel 8.10. Den hærdnede mørtels bøjningstræk- og trykstyrke efter 7 døgn i fugtig luft og

21 døgn i klimarum ved 20±2% og 65±5% relativ fugtighed. 40×40×160 mm prismers

Prøvning nr. densitet kg/m3

bøjningstrækstyrke N/mm2

trykstyrke N/mm2

1 1957 4,776 17,8 / 20,2 2 1950 4,859 18,7 / 19,3 3 1942 4,875 18,2 / 18,6

Middel 1950 4,837 18,791

9. Forsøgsresultater. Analyser, kommentarer og vurderin-ger Afskalning og knusning af hjørner betragtes ikke som en brudsituation, idet der blot er tale om en tilpasning af prøvelegemet og ikke nogen vedvarende forringelse af bæreevnen. Revnedannelse i nederste blok opstår pga. det bløde mellemlæg i pressen, der betyder, at udbredelsen af spændingerne på den nederste blok bliver markant større end hvis den stod på et betonfundament eller en mørtelfuge. Den forøgede bredde af reaktionen under blokken betyder, at momentet og dermed trækspændingen vinkelret på belastningsretningen bliver markant stør-re. Det vurderes, at ved aktuelle, praktiske konstruktioner forekommer dette fænomen ikke eller kun i ringe grad. Den anvendte mørtel var en KC 20/80/550. Der blev ikke observeret brud i fugen under og efter forsøgene i nogen prøvelegemer, hvilket indikerer, at styrkeværdierne tillige er gældende for mørtler, der er svagere. Det er natur-ligvis ikke muligt på det foreliggende grundlag at angive en nedre grænse for mørtelstyrken, hvor de aktuelt fundne briktrykstyrker er gældende, idet brud-det for svagere mørtler kan opstå i fugen. Det vurderes dog, at konklusionerne i denne rapport er gældende for M10, KC 20/80/550 eller stærkere. Variationskoefficienten for bloktrykstyrken ses at være 0,028-0,044 med en middel variationskoefficient på 0,038.

2004.04.23 1001329-04-18


Variationskoefficienten for briktrykstyrken ses at være 0,012-0,175 med en middel variationskoefficient på 0,065 og dermed større end for bloktrykstyr-ken. Værdien er dog så lav, at dette vurderes ikke at have nogen praktisk be-tydning. De aktuelle brudværdier er samlet i efterfølgende tabel. Bloktykkelsen og brikkens dimension i tykkelsesretningen er endvidere angivet efter betegnel-sen I-III og A-C. Endvidere er angivet fra 4. række: • Trykblokstyrken fra tabel 8.1. • Murværkets styrke, når det opmures med den aktuelle blok. Værdien er

bestemt udfra Murværksnormen, DS 414, 5. udg., Tabel G.3d, hvor sam-menhængen mellem blokkenes og murværkets trykstyrke er angivet. Ta-bellen er gældende for karakteristiske værdier, men det vurderes, at der er en tilsvarende sammenhæng mellem middelværdier.

• Murværkets trykstyrke multipliceret med 0,9. Denne parameter er introdu-ceret for at kunne sammenligne de 2 styrkeparametre, når sikkerhedsklas-sen implementeres i styrken, hvilket er aktuelt, når de regningsmæssige styrker skal sammenlignes. (Værdien 0,9 introduceres, idet der foretages en sammenligning mellem murværkets styrke i normal sikkerhedsklasse og briktrykstyrken i lav sikkerhedsklasse).

Tabel 8.11 Brudværdier for brikker. Styrker angivet i MPa.

Blok Brik

I – 100 mm II – 150 mm III – 230 mm

A – 80 mm 3,07 3,34 3,02 B – 100 mm 2,87 3,47 3,29 C – 150 mm - 2,89 2,80

Bloktrykstyrke 3,75 3,42 3,13 Murv.trykstyrke

(vurderet) 3,10 2,84 2,60

Murv.trykstyrke (korr. sikkerhedsklasse)

2,79 2,56 2,34

Det ses, at brikker i fuld bredde har mindst bæreevne (angivet i tabel i kursiv), hvilket givetvis skyldes, at der kun er sidestøtte på én side i modsætning til de øvrige brikker, hvor der er sidestøtte på 2 sider. Ved placering af fx betonelementer på brikker på letklinkerblokke inden un-derstøbning regnes normalt i lav sikkerhedsklasse, idet der ved brud ikke er fa-re for menneskeliv eller for større materiel skade.

2004.04.23 1001329-04-18


Murværk opført af letklinkerblokkene regnes normalt i brugssituationen (dvs. det færdige byggeri) som værende i normal sikkerhedsklasse. Det ses af ovenstående tabel, at murværkets trykstyrke, når der korreleres for forholdet omkring sikkerhedsklasser, er mindre end briktrykstyrken i de un-dersøgte tilfælde. Blok I. 2.87 MPa > 2.79 MPa Blok II. 2.89 MPa > 2.56 MPa Blok III. 2.80 MPa > 2.34 MPa I undersøgelsen er middelværdier gennemgående betragtet. Det vurderes, at forholdet tillige er gældende for karakteristiske værdier. Dvs. følgende kan konkluderes: Ved dimensionering af brikkernes geometri anvendes den regningsmæssige trykstyrke, som bestemmes ud fra Murværksnormen, DS 414, 5. udg. Tabel G3.d med en partialkoefficient svarende til normal sikkerhedsklasse. I forsøgene bestemmes godt nok en briktrykstyrke som er cirka 10% mindre end basistrykstyrken. Denne reduktion regnes dog opvejet af den forøgede regningsmæssige styrke, som kan anvendes under opførelse, idet der her kan regnes med lav sikkerhedsklasse. (Lav sikkerhedsklasse reducerer partialkoef-ficienten 10%, hvilket dermed forøger den regningsmæssige styrke 10%). Et eksempel kan ses i afsnit 2. Konklusion. Resume.

Århus, den 23. april 2004 Teknologisk Institut, Murværk Poul Christiansen Dir. tlf.: 72 20 38 20 Fax: 72 20 38 01 E-mail: [email protected]

/ Hans Peter Rasmussen Dir. tlf.: 72 20 38 37 Fax: 72 20 38 01 E-mail: [email protected]

2004.04.23 1001329-04-18 Bilag 1 Side 1

Forsøgsopstilling og udførelse. Bestemmelse af bæreevne for

mellemlægsbrikker på letklinkerblokke Der udføres forsøg med følgende typer mellemlægsbrikker: A) 50×80 mm B) 100×80 mm (2×A) C) 100×150 mm Der udføres forsøg med følgende blokdimensioner: IV) 100 mm V) 150 mm VI) 230 mm Det forudsættes, at brikkerne i værste fald placeres umiddelbart mod hjørnet af blok-ken, som illustreret nedenstående:

Fig. 1. Placering af brik Endvidere forudsættes, at fugen er udført som knasfuge, således at der ikke er mod-hold ved blokkens kanter, hvor brikken er placeret. Brikkerne placeres altid således, at den største dimension er i bredde-/tykkelses-retningen. Blokkene opmures i 2 skifter således, at fugens indvirkning på styrken medtages. Forsøgsopstilling er vist efterfølgende.

2004.04.23 1001329-04-18 Bilag 1 Side 2

Fig. 2. Forsøgsopstilling Der anvendes blokke med en deklareret trykstyrke på 3,0 MPa og mørtel KC 20/80/550. Indledende forsøg Trykstyrkebestemmelse af Blok I, II og III Indledningsvis udføres forsøg med blok I), II) og III) påvirket af ”brik A)” for at un-dersøge om kanttrykstyrken er uafhængig af bredden af blokken. Forsøgsantal: 3×3 = 9 Hovedforsøg Herefter udføres forsøg med: brik B) på blok I), II) og III) Forsøgsantal: 3×3 = 9 og brik C) på blok II) og III) Forsøgsantal: 3×2 = 6

2004.04.23 1001329-04-18 Bilag 2 Side 1

Fotografisk dokumentation

Billede 1. Blok I og brik A. Brud. Brik trykket helt ned i blok.

Billede 2. Forsøgsopstilling

2004.04.23 1001329-04-18 Bilag 2 Side 2

Billede 3. Blok I og brik B (Brik B = 2 brik A)

Billede 4. Revner i nederste blok pga. eftergivelig understøtning

2004.04.23 1001329-04-18 Bilag 2 Side 3

Billede 5. Brud i blok III med brik C

Billede 6. Brud i blok III med brik C

2004.04.23 1001329-04-18 Bilag 2 Side 4

Billede 7. Prøvelegemer efter brud


2004.04.23 1001329-04-18 Bilag 2 Side 5


Tillæg til rapport. Brikker på blokke. Arbejdskurve. Sag 1001329-04-18 Arbejdskurven er angivet i nedenstående graf.

Fig. 1. Arbejdskurve for brikker på letklinkerblokke Diverse forudsætninger, metodebeskrivelse, etc ses i rapport 424070_rapport. forsøg.doc, Arbejdskurven er indtegnet for de 8 typer forsøg. De enkelte punkter repræsenterer middelværdien af de 3 udførte forsøg. De anvendte blokke vil typisk blive deklareret i blokklasse 3,0 På kurven er endvidere indtegnet den regningsmæssige trykspænding som i praksis anvendes ved dimensioneringen (baseret på en partialkoefficient γm = 1,84). Det ses, at den faktiske nedtrykning ligger i området 0,77 – 1,27 mm såfremt trykstyrken udnyttes maksimalt ved dimensioneringen. Det vurderes at denne værdi er uproblematisk. Poul Christiansen

Documents

BRIKKER PÅ LETKLINKERBLOKKE 1. Indledning - Dansk Beton · Variationskoefficienten for briktrykstyrken ses at være 0,012-0,175 med en middel variationskoefficient på 0,065 og dermed