Vasbeton keretszerkezetek paraméteres vizsgálata tűzhatásra

Erre a témakiírásra nem lehet jelentkezni.
Nyilvántartási szám: 
18/13
Témavezető e-mail címe:
lubloy.eva@emk.bme.hu
A témavezető teljes publikációs listája az MTMT-ben:
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése: 
Napjainkban nagyon aktuális a tűzteherre való méretezés. A fejlődő betontechnológia mellett ez napjainkban egyre több kérdést vet fel. Az előregyártott szerkezetek esetében egyre inkább követelmény, hogy a beton nagyszilárdságú esetleg ezzel egyidejűleg öntömörödő is legyen. A nagy szilárdság hatására a kizsaluzási idő lényegesen csökkenthető, az öntömörödő betonok pedig szép esztétikus betonfelületet biztosítanak. E két betontípus esetén a pórusok számának csökkenése következik be, és ezáltal tűzterhelés esetén más jellegű tönkremenetelre kell számítanunk, mint hagyományos betonok esetén.
A tűz, illetve a magas hőmérséklet az építőanyagokra extrém terhelést jelent. Tűz, ill. magas hőmérséklet hatására romlanak a beton szilárdsági jellemzői és ezzel egyidejűleg az alakváltozási jellemzői (szakító nyúlás) nőnek. A beton tűzterhelés hatására bekövetkező tönkremenetelét okozhatja: a beton alkotóelemeinek kémiai átalakulása, illetve a betonfelület réteges leválása, ami fizikai okokra vezethető vissza.
Az első ok a betonban bekövetkező kémiai, fizikai változások, ami a szerkezet fokozott alakváltozását okozza és ezzel végezetül a tönkremenetelét is.  A tönkremenetelhez hozzájárul az acél szilárdságának romlása és a két anyag közti tapadás csökkenése, megszűnése is.  Ebben az esetben a szerkezet tönkremenetele szempontjából az tekinthető kritikusnak, ha az acélbetétek hőmérséklete eléri az 500 °C-ot. Ezt a határállapotot a betonfedéstől és szerkezeti kialakítástól függően 1-2 óra alatt érik el vasbeton elemek. 
A másik tönkrementi ok általában nagyszilárdságú vagy öntömörödő betonok esetén következik be. Figyelni kell a betonfelületek réteges leválására, a beton alacsony porozitása miatt. A tűz hatására beton rétegek válnak le, ezután az acélbetétek szabadon maradnak, és nagyon gyorsan át tudnak melegedni, ennek hatására a szerkezet sokkal gyorsabban tönkre megy.  Ebben az esetben a betonfelületek leválása 10-12 perc után bekövetkezik, így a szerkezet tönkremenetele mintegy 20 perc után következik be.
Jelen kutatás célja az, hogy tisztázza, hogy a betonösszetétel milyen hatással van a szerkezet tűz alatti teherbírására. 
A mérések elkezdése előtt a jelöltének át kell tekinteni a vonatkozó szakirodalmat, és ez alapján meghatározni a laboratóriumi vizsgálatok paramétereit.
A kutatás magában foglalja a modell paramétereinek megválaszolásához elengedhetetlen laboratóriumi vizsgálatokat és végeselemes modellezést. A modellezés során a hőtechnikai és a mechanikai modell összekapcsolása a cél. A modellbe beépítésre kerülnek a kísérletek során meghatározott anyagjellemzők. A modell validálását szakirodalmi adatok alapján kell elvégezni.
A kutatás első részében meghatározott összetételű betonok hőmérséklet függő szilárdsági és hőtechnikai paramétereinek meghatározása a cél.  
 
A kutatás második részében egy végeselemes modell kerül felépítésre. A modell segítségével a különböző paraméterek (betonösszetétel, betonfedés nagysága, lehorgonyzási hossz) hatását lehet vizsgálni a szerkezet teherbírására.
Célok között szerepel a betonösszetétel hőszigetelő hatásának és ezek alapján az acélbetétek védelmét biztosító szükséges betonfedés, mint paraméter vizsgálata is. Ezek mellett a modellel meg lehessen határozni, hogy a betonrétegek leválásának hatására hogyan változik a teherbírás .
A téma meghatározó irodalma: 
    1. Schneider, U., Properties of Materials at High Temperatures Concrete, RILEM Publ., 2nd Edition, Gesamthochschule Kassel, 1986, Universität Kassel
    2. Bazant, P. Z., Kaplan, F. M., Concrete at High temperatures: Material properties and mathematical models,  1996, ISBN: 0-582-08626-4, Longman Group Limited, Harlow
    3. Hietanen, T., Actual State of the Codes on Fire Design in Europe, Proceedings for Fire Design of Concrete Structures: What now?, What next?, December 2-3, 2004 (Eds.: Gambarova, P.G., Felicetti, R., Meda, A., and Riva P.), Milano
    4. Wille, K., Schneider H., Investigation of fibre reinforced High Strength Concrete (HSC) under fire, particularly with regard to the real behaviour of polypropylene fibres, 2002, Lacer Nr. 7 pp. 61-70
    5. Walter, R., Kari,. H., Kusterle, W., Lindlbauer, W., Analysis of the Load-bearing Capacity of Fibre Reinforced Concrete During Fire, Proceedings of Central European Congress on Concrete Engineering 8-9 Sept. 2005, (Ed. Michael P.), Graz, pp. 54-59.
    6. Silfwerbrand, J., Guidelines for preventing explosive spalling in concrete structures exposed to fire”, Proceedings of Keep Concrete Attractive, Hungarian Group of fib, 23‑25 Mai 2005, (Eds. Balázs, L. Gy; Borosnyói, A.), ISBN 963 420 837. , pp. 1142-1147
    7. Dehn, F., König, G., Fire resistance of different fibre reinforced high performance concretes,  Proceedings of International Workshop High Performance Fibre Reinforced Cement Composites, (Eds. Naaman, A. E., Reinhardt, H., W.), 2003, pp. 189-204
    8. Horiguchi, T., Combination of Synthetic and Steel Fibres Reinforcement for Fire Resistance of High Strength Concrete, Proceedings of Central European Congress on Concrete Engineering 8-9 Sept. 2005 (Ed.: Michael P.), Graz, pp. 59-64.
    9.  fib, bulletin 38, Fire design of concrete structures- materials, structures and modelling, ISBN: 978-2-88394-078-9, (2007).
    10.  fib bulletin 46, Fire design of concrete structures-structural, behaviour and assessment, ISBN: 978-2-88394-086-4, 2008.
A téma hazai és nemzetközi folyóiratai: 
    1. ÉPÍTŐANYAG, WoS
    2. FIRE SAFETY JOURNAL, WoS, Scopus
    3. JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY, WoS, Scopus
    4. CONCRETE STRUCTURES: ANNUAL TECHNICAL JOURNAL: JOURNAL OF THE HUNGARIAN GROUP
    5. CONSTRUCTIONS AND BUILDINGS MATERIALS, WoS, Scopus
    6. PERIODICA POLYTECHNICA-CIVIL ENGINEERING, WoS, Scopus
    7. AMERICAN CONCRETE INSTITUTE SPECIAL PUBLICATION
    8. MAGAZINE OF CONCRETE RESEARCH, WoS, Scopus
A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja: 
1. Balázs, L. G., Czoboly, O., Lublóy, É., Kapitány, K., Barsi, Á., Observation of steel fibres in concrete with Computed Tomography CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 140: pp. 534-541. (2017) IF: 3,14
2. Majorosné, Lublóy, É., The Influence of Concrete Strength on the Effect of Synthetic Fibres on Fire Resistance PERIODICA POLYTECHNICA-CIVIL ENGINEERING 62:(1) pp. 136-142. (2017) IF: 0,365
3. Lublóy, É.,  Kopecskó, K.,  Balázs, L. Gy., Szilágyi, I. M.,  Madarász J., Improved fire resistance by using slag cements, JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY 125:(1) pp. 271-279. (2016), IF:1,953
4. Lublóy, É., Hlavička, V., Bond after fire, CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 132: pp. 210-218. (2017), IF:3,169
5. Lublóy, É., Balázs, L. Gy., Kapitány, K., Barsi, Á., CT analysis of core samples from fire-damaged concrete structures, MAGAZINE OF CONCRETE RESEARCH 69:(15) pp. 802-810. (2017), IF:1,156
A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye: 
1. Czoboly, O., Lublóy, É., Hlavička, V., Balázs, L. Gy., Kéri, O., Szilágyi, M. I., Fibers and fiber cocktails to improve fire resistance of concrete JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY 128:(3) pp. 1453-1461. (2017) , IF:1,953
2. Lublóy, É.,  Kopecskó, K., Balázs, L. Gy., Restás, Á., Szilágyi, I. M., Impoved fire resistance by using Portland-pozzolana of Portland fly-ash cements JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY 129:(2) pp. 925-936. (2017), IF:1,953
3. Balázs, L. Gy., Lublóy, É., Czoboly, O., Effectiveness of fibres for structural elements in case of fire AMERICAN CONCRETE INSTITUTE SPECIAL PUBLICATION 310: pp. 269-278. (2017)
4. Lublóy, É., Hlavička, V., Bond after fire, CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS 132: pp. 210-218. (2017), IF:3,169
5. Lublóy, É., Balázs, L. Gy., Kapitány, K., Barsi, Á., CT analysis of core samples from fire-damaged concrete structures, MAGAZINE OF CONCRETE RESEARCH 69:(15) pp. 802-810. (2017), IF:1,156

A témavezető eddigi doktoranduszai

Biró András (2019//)
Nabil Abdelmalek (2016/2020/2022)
Hlavicka Viktor (2014/2017/2020)
Státusz: 
elfogadott