Betoniterästen korvaaminen komposiittitangoilla siltarakenteissa
Majander, Krister (2014)
Lataukset:
Majander, Krister
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201405076203
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201405076203
Tiivistelmä
Tässä insinöörityössä tarkasteltiin FRP-tuotteiden ominaisuuksia ja mahdollisuuksia korvata siltojen perinteiset raudoitteet FRP-tangoilla. FRP-tuotteet kuten tangot ja punokset ovat kuiduista, hartsista ja lisäaineista valmistettuja komposiitteja. Näitä tuotteita on jo käytetty silloissa ja muissakin rakenteissa ulkomailla, kuten Kanadassa, USA:ssa, Japanissa ja Euroopassa. Suomessa FRP-tuotteiden käyttö ja tutkimus on ollut vähäistä. FRP-tuotteita on Suomessa käytetty vain jo olemassa olevien betonirakenteiden vahvistamiseen liimaamalla hiilikuitukangasta ja -nauhoja epoksiliimalla betonirakenteisiin.
FRP-tuotteiden erikoisominaisuuksia ovat hyvä korroosionkestävyys eli ruostumattomuus, suuri vetolujuus sekä keveys. Niiden käyttö siltarakenteissa perustuu edellä mainittuihin erikoisominaisuuksiin. FRP-tuotteiden huonoja ominaisuuksia ovat pieni murtovenymä, huono palonkestävyys, korkea hinta, arkuus UV-valolle sekä osittain epäselvä pitkäaikaiskestävyys suomalaisissa olosuhteissa. FRP-tankojen käyttöä rajoittaa myös se, että niitä ei voida taivuttaa työmaalla. Suurin osa FRP-tuotteiden huonoista ominaisuuksista voidaan ratkaista asianmukaisella suunnittelulla.
FRP-tuotteiden korkeita materiaalikustannuksia kompensoivat niiden hyvät ominaisuudet. Rakenteiden ylläpito- ja korjauskustannukset ovat huomattavasti pienempiä käytettäessä FRP-tankoja terästankojen sijaan. Korjauskulut ovat pienempiä tankojen ruostumattomuuden ansiosta. Myös rakenteen dimensiot ja paino pienenevät. Suomessa tehtyjen elinkaarikustannuslaskelmien mukaan FRP-tangoista lasikuitutangot ovat edullisin vaihtoehto korvaamaan terästangot keskisuuren maantiesillan reunapalkeissa sekä myös koko sillassa.
FRP-tuotteiden erikoisominaisuuksia ovat hyvä korroosionkestävyys eli ruostumattomuus, suuri vetolujuus sekä keveys. Niiden käyttö siltarakenteissa perustuu edellä mainittuihin erikoisominaisuuksiin. FRP-tuotteiden huonoja ominaisuuksia ovat pieni murtovenymä, huono palonkestävyys, korkea hinta, arkuus UV-valolle sekä osittain epäselvä pitkäaikaiskestävyys suomalaisissa olosuhteissa. FRP-tankojen käyttöä rajoittaa myös se, että niitä ei voida taivuttaa työmaalla. Suurin osa FRP-tuotteiden huonoista ominaisuuksista voidaan ratkaista asianmukaisella suunnittelulla.
FRP-tuotteiden korkeita materiaalikustannuksia kompensoivat niiden hyvät ominaisuudet. Rakenteiden ylläpito- ja korjauskustannukset ovat huomattavasti pienempiä käytettäessä FRP-tankoja terästankojen sijaan. Korjauskulut ovat pienempiä tankojen ruostumattomuuden ansiosta. Myös rakenteen dimensiot ja paino pienenevät. Suomessa tehtyjen elinkaarikustannuslaskelmien mukaan FRP-tangoista lasikuitutangot ovat edullisin vaihtoehto korvaamaan terästangot keskisuuren maantiesillan reunapalkeissa sekä myös koko sillassa.