*
T 'W••
RAPPORT BETREFFENDE HET GEDRAG BIJ EENZIJDIGE VERHITTING VAN 3 LICHTGEWICHT BETONPLATEN VOORZIEN AAN DE ONDERZIJDE VAN EEN LAAG STEENWOL EN EEN LAAG PYROK MET STREKMETAAL.
KA' ' '
F
Sk
l. lWE
Rapportnuinmer : B-84-574 Opdrachtnummer 00.65.6.0084/006
X =
INSTITUUT TNO VOOR BOUWMATERIALEN EN BOUWCONSTRUCTIES TOEGEPAST-NATUURWETENSCHAPPELIJK ONDERZOEK
BEZOEKADRES: LANGE KLEIWEG 5 RIJSWIJK Z.H.
POSTBUS 49 2600 AA DELFT TEL. 015-138222 TELEX 38270
BIBLIOTHEEK DIRECT!E SI'H EN STUWEN VAN DE KSATERSTAAT NR. .C.ïb .... ............. ___.___oç + ___ B-84--574 RAPPORT NO. Opdrachtnr.00. 65.6.0084/006 Datum november 1984.
BETR.:
HET GEDRAG BIJ EENZIJDIGE VERHITTING VAN 3 LICHTGEWICHT BETONPLATEN VOORZIEN AAN DE ONDERZIJDE VAN EEN LAAG STEENWOL EN EEN LAAG PYROK MET STREKMETAAL.
Auteurs : J. Dekker en A.F.R. Harms.
AAN
Rijkswaterstaat Dir. Sluizen en Stuwen Postbus 20000 3502 LA UTRECHT Dit rapport is samengesteld in november 1984. Bij gebruik na verloop van tijd wordt aangeraden om bij het Centrum voor Brandveiligheid TNO na te vragen of de waarde van de inhoud nog dezelfde is. Dit rapport bevat 8 pagina's en 2 tekeningen.
Deze rapporten mogen slechts woordelijk en in zijn geheel worden gepubliceerd; voor reclame alleen na schriftelijke toestemming
ibbc-tno
B-84-574 nummer
blad
Inleiding In opdracht van de Directie Sluizen en Stuwen van de Rijkswaterstaat is reeds enkele malen onderzoek verricht naar de bescherming van tunnels tegen brand. Uitgegaan werd hierbij van tunnels vervaardigd van grindbeton. In de Drechttunnel te Dordrecht komen schoren voor die vervaardigd zijn van Korlin beton. Van het Korlin beton is bekend dat in geval van brand spatten van het beton kan optreden. Om na te gaan of deze schoren voldoende beschermd kunnen worden met steenwol en Pyrok zijn een 3-tal proeven uitgevoerd waarbij drie betonplaten met bescherming zijn onderzocht. De platen zijn vervaardigd van Argex-beton dit in verband met het feit dat Korlin niet meer verkrijgbaar is.
De proefstukken : Door opdrachtgever waren 3 licht gewicht betonplaten (met Argex-korrels) vervaardigd met uitwendige afmetingen van 1200 x 1200 x 150 mm. De platen waren aan de onderzijde voorzien van een wapeningsnet in beide richtingen 12-200 mm. De betondekking bedroeg 25 mm. In de betonplaten waren volgens opgave op 3 plaatsen 3 thermokoppels ingestort (zie bijgevoegde tekeningen 1 en 2). De plaats en nummering van deze thermokoppels was als aangegeven in tabel I.
Tabel I.
thermokoppels
Afstand tot onderkant betonplaat in mm
1, 2 en 3
0
4, 5 en 6
25
7, 8 en 9
75
ibbc-tno
nummer
B-84-574 blad
2
Aan één zijde (de vuurzijde) werden de lichtbeton platen voorzien van 2 elkaar overlappende lagen steenwol type Rockwool 750 ter dikte van 30 mm (totale dikte dus 60 mm) welke waren gefixeerd d.m.v. strekmetaal en N8 draadeinden met moeren. Vervolgens werd het strekmetaal bespoten met een laag Pyrok met gemiddelde dikte van 18,8 mm, 33,4 mm en 48,9 mm. Rondom de plaat werd een oplegstrook van ca. 40 mm vrijgehouden. Zie verder de figuren 1 en 2.
Wijze van onderzoek : Na een droogtijd van ca. 4 weken werden de proegstukken horizontaal boven een oven geplaatst en opgelegd op de eerder genoemde oplegstrook. De plaat werd aan de onderzijde verhit. Het verhitte oppervlak bedroeg ca. 1,0 x 1,0 m 2 . De oventemperatuur benaderde de door de Rijkswaterstaat voorgeschreven curve. Deze is alsvolgt samengesteld (zie tabel II)
Tabel II. Rijkswaterstaat curve.
Verhittingsduur
Oventemperatuur
in minuten
in ° C
3
890
5
1140
10
1200
30
1300
60
1350
90
1300
120
1200
De oventemperaturen werden gemeten met 3 thermokoppels geplaatst op een afstand van ca. 100 mm onder de onderzijde van de laag Pyrok.
ibbc-tno
B-84-574 nummer
blad
3
Beproevingsresultaten : Plaat 1, met steenwol, strekmetaal en gemiddeld 18,8 mm Pyrok met een variatie van 10 tot 26 mm.
31 minuten na aanvang van de verhitting was hoorbaar dat stukken isolatiemateriaal in de oven vielen.
Na 32 minuten bedroeg de temperatuur van Mn van de thermokoppels op het scheidingsvlak steenwol/beton 550 ° C.
Na 33 minuten was deze temperatuur opgelopen tot > 600 ° C. Het z.g. "spatten' t van het beton trad regelmatig op.
Na 37 minuten werd de verhitting beëindigd.
Nadat het proefstuk van de oven was verwijderd, bleek dat van het middelste gedeelte van het verhitte oppervlak, de wapening zichtbaar was geworden, doordat Pyrok, steenwol en een betonlaag ter dikte van 20-30 mm voortijdig in de oven waren gevallen. De resultaten van de verrichte temperatuursmetingen zijn samengevat in onderstaande tabel III.
B-84--574 4
ibbc-tno
blad
nummer
Tabel III.
Verhittings
Gem.oven
duur in
temp. in
minuten
O
c
Gem.temp.
Temperaturen gemeten met de thermokoppels met
bovenzijde 25 min dekking
0 mm dekking
75 mm dekking
betonplaat in ° C
1
2
3
4
5
6
7
8
0
17
17
17
17
17
17
17
17
17
17
17
10
1180
24
31
29
17
17
20
17
17
17
17
20
1250
23
27
28
17
17
23
17
17
17
17
30
1300
41
38
39
19
19
26
17
17
23
18
32
1300
-550
-
-
-
-
-
-
-
-
36
1310
710
850
35
145
96
17
17
23
18
230
Plaat 2, met steenwol, strekmetaal en gemiddeld 33,4 mm Pyrok met een variatie van 23 tot 40 mm.
67 minuten na aanvang van de verhitting was hoorbaar dat stukken isolatiemateriaal in de oven vielen.
Na 69 minuten bedroeg de temperatuur van 66n van de thermokoppels op het scheidingsviak steenwol/beton, 100 ° c. Na 75 minuten bedroeg deze temperatuur > 600 ° C. Het z.g. "spatten" van het betonoppervlak trad regelmatig op.
Na 76 minuten werd de verhitting beëindigd.
Nadat het proefstuk van de oven was verwijderd bleek dat van het middelste gedeelte van het verhitte oppervlak, de wapening zichtbaar was geworden, doordat evenals bij de vorige proef het isolatiemateriaal voortijdig had losgelaten en spatten van het beton was opgetreden.
ibbc-tno
nummer
B-84-574
blad
5
De resultaten van de verrichte temperatuursmetingen zijn samengevat in onderstaande tabel IV.
Tabel IV.
Verhittings
Gem.oven
duur in
temp. in
minuten
0C
Temperaturen gemeten met de thermokoppels met
Gen. temp. bovenzijde
0 mm dekking
25 mm dekking
75 mm dekking
betonplaat in ° C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
17
17
17
17
17
17
17
17
17
17
17
10
1200
17
18
17
17
17
17
17
17
17
17
20
1250
30
39
38
18
23
20
17
17
17
17
30
1280
45
51
47
25
31
26
17
17
17
17
40
1300
53 1 55
46
33
36
31
19
20
19
17
50
1320
54
52
43
38
38
32
22
23
22
18
60
1350
51
54
44
40
40
33
25
25
24
18
70
1330
52
180
76
40
60
35
28
28
27
19
75
1320
54 >600 >600
41
210
52
29
29
28
19
Plaat 3, met steenwol, strekmetaal en gemiddeld 48,9 mm Pyrok met een variatie van 45 tot 58 mm.
21 minuten na aanvang van de verhitting sprong plotseling een vrijwel horizontale scheur in een zijkant van de betonplaat; vanaf een hoek tot vrijwel het midden van de breedte van de plaat op een afstand van ca. 3 cm vanaf de onderzijde van de betonplaat.
Na 27 minuten sprong een stuk beton van de hoek af waar de scheur was ontstaan.
Na 81 minuten sprong opnieuw een stuk beton van eerder genoemde hoek.
ibbc-tno
nummer
B-84-574 blad
6
Na 83 minuten trad constant spatten van het beton op. Plaatselijk (bij eerder genoemde hoek) was de wapening zichtbaar.
Na 90 minuten had het spatten zich verder verplaatst naar het midden van het proefstuk.
Na 115 minuten begon thermokoppel 1 snel op te lopen.
Na 116 minuten bedroeg daarvan de temperatuur 140 ° C.
Na 118 minuten was dit thermokoppel opgelopen tot 350 ° C.
Na 120 minuten werd de verhitting beëindigd.
Nadat het proefstuk van de oven was verwijderd bleek dat vanaf 66n zijkant naar het midden toe de wapening zichtbaar was geworden. Isolatielagen en een laag beton met een dikte van 20 - 30 mm was daar weggespat.
De resultaten van de verrichte temperatuurmetingen zijn samengevat in onderstaande tabel V.
ibbc-tno
nummer
B-84-574
blad
7
Tabel V.
Verhittings
Gem.oven
duur in
temp. in
minuten
O
c
Temperaturen gemeten met de thermokoppels met -
0 mm dekking
25 mm dekking
75 mm dekking
Gem.temp. bovenzijde betonplaat in ° C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
10
1200
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
20
1260
20
23
18
18
18
18
13
13
13
18
30
1300
32
41
31
18
18
18
12
12
12
16
40
1300
47
54
47
26
27
25
15
16
16
15
50
1320
57
60
57
35
35
33
17
19
17
15
60
1350
64
62
62
41
40
39
21
23
21
16
70
1340
67
61
60
46
42
42
25
27
24
16
80
1320
66
60
59
49
44
44
29
32
28
18
90
1310
66
63
59
51
46
45
32
33
31
19
100
1270
68
72
63
53
50
47
35
35
33
30
110
1250
74
79
68
57
55
50
38
38
35
49
120
1200
550
82
75
163
59
54
43
42
38
65
0
Samenvatting en conclusie : Van Rijkswaterstaat zijn 3 licht betonplaten, voorzien aan de onderzijde van 60 mm steenwol type Rockwool 750 met strekmetaal en een spuitlaag Pyrok met gemiddelde dikten van resp. 18,8, 33,4 en 48,9 mm, énzijdig verhit volgens een door Rijkswaterstaat voorgeschreven temperatuurcurve. Gedurende de verhitting werden o.m. temperaturen gemeten op het scheidingsviak heton/steenwol en op 25 mm boven de onderzijde van de lichtbetonplaten.
ibbc-tno
nummer
13-84-574
blad
8
Door Rijkswaterstaat wordt gedacht aan een limietwaarde voor de temperatuur gemeten op het scheidingsviak beton/steenwol van 100 â 150
° C.
Door voortijdig spatten van het beton voldeden de 3 onderzochte betonplaten niet aan deze voorwaarden.
Centrum voor Brandveiligheid TNO,
1 4J 30 30
c /o/L5
4 cu
1L 2I '
0 0
c' L. R
P. nr. :B-84-574
Etl
-p '(
Dçr
flr006560284 100
A4 6
1
1
•1
O L1
'
F
(bi
—
t cu
0
cu
IL-rr
•
-
i 1
t4
UPI
. —
.3O
(5TeEEFct;riêj)
r ,-3O
7 d3O _L C.
yQ-
p. p.
nr,:
nr. cj:
).
(sTD<î)
Ii B- 84 - 574 00.65.6.0284.100
l4c
2
