about production of straw clay bricks -...

TARTÓSZERKEZET-REKONSTRUKCIÓS SZAKMÉRNÖKI KÉPZÉS

VÁLYOGÉPÍTÉS

Vályog szerkezetekre vonatkozó szabványok, előírások

O. Dr. CSICSELY ÁGNES

egyetemi adjunktus

BME, Építészmérnöki Kar

Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék

TARTALOM

1.) Előzetes vizsgálatok

2.) Magyarországon érvényes szabvány, ajánlás

3.) Vályog szerkezetek teherbírás vizsgálata

HELYSZÍNI VIZSGÁLATOK

(Forrás: Medgyasszay/Novák: Föld- és Szalmaépítészet)

ELŐZETES VIZSGÁLATOK

Építési vályog: vályogtalaj és tulajdonság-módosító anyagok keveréke

Kötőanyag: agyag (<0,002 mm)

Tulajdonság-módosító anyagok:

- szervetlen természetes: agyag, homok (0,125-4 mm)

- szerves természetes: szalma, nád, fűrészpor, állati származék etc.

- szervetlen mesterséges: cement, mész, gipsz

- szerves mesterséges: bitumen, papírőrlemény


Az anyagösszetétel vizsgálat - Szemeloszlás szemrevételezéssel

(homokszemcse szabad szemmel látható <2 mm-nél,

iszapszemcse nyelvvel érzékelhető,

agyagrészecske a minta nedvesítése után szaglással)

- Agyag jelenlétének meghatározása

(földnedves minta összegyúrás után elvágása késsel: az agyagos minta felülete

csillog, az iszapos minta matt felületű)

- Ülepítési próba

(edénybe a vízzel feltöltött mintát összerázás után ülepedni kell hagyni,

ezután meghatározható az egyes frakciók aránya)



A kötőerő vizsgálata - A tenyerünkből lelógatunk egy nedves mintából készített cca. 3 cm

átmérőjű rudat, ami akkor felel meg, ha önsúlyától 15-20 cm-es hosszúságban

szakad el.

- Vagy maroknyi golyót formálunk kiszáradás után 1 méter magasságból sima

felületre ejtjük. A minta:

- homokos, ha darabokra esik szét – kevés agyag van benne, ezért

építésre önmagában nem alkalmas;

- agyagos-homokos, ha több nagyobb darabra esik szét – építésre

megfelel;

- túl agyagos, ha egyben marad – építésre csak homok hozzá-

adásával alkalmas



Gyúrópróba - Maroknyi mintát megnedvesítünk, és golyót, majd a golyóból rudat

próbálunk formálni. A minta:

- homokos vályogtalaj, ha golyó formálható belőle, de hengeressé

nem sodorható;

- vályogtalaj, ha rúd formálható belőle, de perec repedés nélkül nem

hajlítható;

- agyagos vályogtalaj, ha a megsodort rúd apró repedésekkel

hajlítható meg;

- agyagos talaj, ha repedés nélkül lehet perec formára hajlítani.



Zsugorodás vizsgálat - 100x100x70 mm-es mintát kiszáradás után szemrevételezzük

- hajszálrepedés esetén építésre alkalmas

- erős repedések esetén csak homok hozzáadásával alkalmazható.

Megengedett zsugorodás vert falnál 1-2 %, vályogtégláknál 2-3%.

Mésztartalom vizsgálata - a mintára 20 %-os sósavat kell cseppenteni

- mésztartalom:

< 1 % - nincs pezsgés,

1-2 % gyenge pezsgés,

2-4 % jelentős, de nem tartós pezsgés,

>5 % jelentős és tartós pezsgés


LABORATÓRIUMI VIZSGÁLATOK

Szemmegoszlás vizsgálat

Az agyag mennyiségének meghatározása

Kötőerő vizsgálat

A nyomószilárdság meghatározása

Kapilláris-vízfelvétel

A zsugorodás vizsgálata


TARTALOM




AJÁNLÁS

Vályog, mint építőanyag

Ebből következik, hogy – más, nem szabványosított építési termékekhez hasonlóan – a természetes

anyagok építési célú alkalmazása esetében sem lehet eltekinteni a szabványt pótló építőipari műszaki

engedély (ÉME) [vagy az európai műszaki engedély (ETA)] kidolgoztatásától. Ettől legfeljebb egy

esetben lehet eltérni, a „nem sorozatban gyártott, egyedi termék esetén. Ekkor a konkrét

és részletes gyártmánytervet lehet egyedi műszaki specifikációnak tekinteni. Ilyen

esetben az erre a feladatra jogosultsággal rendelkező tervezőnek kell pontosan és részletesen

meghatározni a felhasználandó anyag elvárt tulajdonságait, a szállítás, az előkészítés, a tárolás és a

beépítés feltételeit, az alkalmazás műszaki megoldásit és a felhasznált anyagok és/vagy a

késztermék megfelelősége (minősége) ellenőrzésének módját, - a körülmények és az alkalmazott

szerkezetnek megfelelő részletességgel. A tervezőnek tehát, felelősséget kell vállalnia a természetes építőanyagra vonatkozó részletes, egyedi műszaki specifikáció teljességéért és szakszerűségéért is.”

(Forrás: Étv. 41. §-ának (1) és (2) bekezdései)

MSZE 3576-1:2012

Magyar előszabvány – Vályog falazóelemek és szalmabála építőelemek követelményei

1. rész: Vályog falazóelemek – 35 oldal

Tartalomjegyzék

1. Alkalmazási terület

2. Rendelkező hivatkozások

3. Szakkifejezések és meghatározásuk

4. Anyagok

5. Minőségi követelmények (8. oldal)

6. Vizsgálati módszerek

7. Megnevezés és tárolás

8. Megfelelőségigazolás

9. Mintavétel

10. Műszaki dokumentáció

Irodalomjegyzék

A szövegben hivatkozott magyar szabványok

A tárggyal kapcsolatos jogszabályok

MSZE 3576-1:2012

Magyar előszabvány – Vályog falazóelemek és szalmabála építőelemek követelményei

1. rész: Vályog falazóelemek – 35 oldal

Kézi vetésű

vályog falazóelem

Préselt vályog

falazóelem

Extrudált vályog

falazóelem

Könnyűvályog

Félnehézvályog

Nehézvályog

1

1,2

-

-

2

3

-

2

3

A vályog falazóelemek nyomószilárdsága, N/mm2

LEHMBAU REGELN (2002)

22. oldal – ebből másfél oldal a tartószerkezeti követelmény

Merevség: - merevítő keresztfalakkal, födémmel kell biztosítani

- födém merev lemez vagy statikailag méretezett koszorúgerenda

- térbeli stabilitás 2. táblázat szerint

Merevítő falak: nyílások elhelyezése a szélektől 75 cm vagy a szintmagasság negyede

Megtámasztás: - az áthidalók felfekvésénél 60o-os teherátadási szöget kell figyelembe

venni

- oromfalakat vastagabb vályogfalra akkor lehet külső síkra helyezni, ha

az az alsó falvastagság 2/3-a

Kiváltók: 20-25 cm felfekvést kell biztosítani, illetve ellenőrizni kell a feltámasztásnál a

teherelosztást.


LEHMBAU REGELN (2002)


EGYÉB AJÁNLÁSOK

Tűzvédelem: testsűrűség >1700 kg/m3 – nem éghető

Akusztika: 30 cm vastag fal - 52 dB

Hővezetési tényező: - könnyűvályog (1200 kg/m3) – l=0,47 W/mK

- szalmás vályog (1600 kg/m3) – l=0,73 W/mK

- nehéz vályog (1800 kg/m3) – l=0,91 W/mK


TARTALOM




FOGALMAK

falazóelem

habarcs

falazóelem

habarcscsatlakozás a födémhez

csatlakozás az alaphoz

Fal Falelem

Falelem: a nyomási kísérletek során alkalmazott legkisebb faldarab, amely azonos

viselkedést mutat függetlenül attól, hogy a falazóelemek kötési módnak megfelelő

elrendezése milyen a falelemen belül.

A fal vagy falazott szerkezet más szerkezeti elemekkel (például alappal, födémmel)

összeépített falazott épület részt jelenti.

FALAZÓELEMEK VIZSGÁLATA

Falazóelemek tulajdonsága: - kisüzemi vályog nyolc eltérő összetétellel

- három eltérő tulajdonság-módosító adalék

(szalma, nád, fűrészpor)

A vizsgálatok típusa: - száradási zsugorodás mérés

- nyomószilárdság mérés


Minta jele

A keverék összetevői térfogatarányban

Légszáraz

testsűrűség

Agyag Szalma Nád Fűrészpor (kg/m3)

SZ1 3 1 - - 1546

N1 3 - 1 - 1642

SZ2 3 2 - - 1387

N2 3 - 2 - 1328

SZ1F1 3 1 - 1 1303

N1F1 3 - 1 1 1411

SZ1F1/2 3 1 - 1/2 1469

N1F1/2 3 - 1 1/2 1471


A falazóelemek kezdeti víztartalmát és kiszáradási idejét minden esetben növeli a

szalma vagy nád vályog elemekhez fűrészpor hozzáadása, valamint a tulajdonság-

módosító adalékok (szalma, nád, fűrészpor) 40 térfogat%-os együttes aránya.

0

4

8

Idő [nap]

Ala

kvál

tozá

s [

% ]

laborban 20 oC-on - szárító szekrényben 60

oC-on

0 30 60

I II III

térfogatos

lineáris

SZ1


Azonos mennyiségű fűrészpor adagolásnak más a hatása a szalma és a nád vályog

falazóelemekre.

A szalma vályog falazóelemek nyomószilárdságát a fűrészpor hozzáadása, valamint a

tulajdonság-módosító adalékok 40 térfogat%-os együttes aránya lecsökkenti a 25

térfogat%-os szalma vályoghoz képest.

0

4

0 25

e (%)

s (

N/m

m2)

SZ1

SZ2

SZ1F1

SZ1F1/2


A nád vályog anyagú falazóelemek esetén a fűrészpor hozzáadása növeli a falazóelemek

nyomószilárdságát és összenyomódási képességét, ha a tulajdonság-módosítók együttes

aránya 40 térfogat% a 25 térfogat%-os nád vályoghoz képest.

A szalma vályog és a nád vályog falazóelemek alakváltozási képessége minden esetben

nő, a tulajdonság-módosító adalékok (szalma, nád, fűrészpor) mennyiségének

növelésével.

Nyomószilárdság változás

Többlet anyag

Kiindulási anyag

Szalma (~25 térfogat%) Nád (~25 térfogat%)

szalma (~15 térfogat%)

nád (~15 térfogat%)

fűrészpor (~15 térfogat%)

fűrészpor (~8 térfogat%)

csökken

nő

csökken

csökken

csökken

-

-

csökken

FALELEMEK VIZSGÁLATA

Falazóelemek tulajdonsága: - kisüzemi vályog öt eltérő összetétellel

- téglagyári vályog

A vizsgálat típusa: - nyomószilárdság mérés

Kisüzemi vályog falelem Téglagyári vályog falelem


Kisüzemi vályog falelem összetevőinek aránya

Minta jele

A keverék összetevői térfogatarányban

Agyag Szalma Nád Fűrészpor

sz1 3 1 - -

sz1f1/2 3 1 - 1/2

n1 3 - 1 -

n1f1/2 3 - 1 1/2

r (referencia, csak agyag) 1 - - -


0

1,2

0 3e (%)

s

(N/m

m2)

agyag nád

nád, fűrészpor

szalma

szalma, fűrészpor

Alakváltozás

Szilárdság

Szalma

vályog és

fűrészpor

Nád vályog Nád vályog és

fűrészpor Szalma

vályog

nő nő nő nő

nő nem változik csökken

Agyag

referencia

referencia

csökken

A MÉRT ANYAGJELLEMZŐK

Kisüzemi vályog Téglagyári

vályog csak

agyag

szalma

vályog

szalma vályog és

fűrészpor

nád vályog nád vályog

és fűrészpor

Eo (N/mm2)** 120 41 28 51 42 400

so (N/mm2)** 1,1 1,2 0,7 1,1 0,8 3,1

eo (%) 0,9 2,9 2,5 2,1 2 0,78

Eu (N/mm2) -* -* -* -* -* 520

su (N/mm2) -* -* -* -* -* 2,5

eu (%) -* -* -* -* -* 0,89

g -* -* -* -* -* 0,8

k -* -* -* -* -* 1,14

c -* -* -* -* -* 1,3

* a kísérleti berendezés korlátai miatt nem volt mérhető

** MSZ EN 1052-1:2000 szabvány szerint meghatározható anyagjellemzők

ANYAGMODELL

Mérési eredmények

Feszültség alakváltozás diagram

( Fehérvári Téglaipari Kft. )

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

0 0,5 1 1,5 2

s[N

/m

m2]

e [%]

1. mérőpont

2. mérőpont

3. mérőpont

átlag

FELTÉTELEZÉSEK

-A vályog falazat húzószilárdságát elhanyagoltam

-Érvényes a Bernoulli-Navier hipotézis

-A vizsgálataim falakra vonatkoznak, pillért nem vizsgáltam

-Nem vizsgáltam a nedvességtartalom hatását a nyomószilárdságra

k=eu/eo>1,0

g=su/so<1,0

Anyagmodell Keresztmetszet Paraméterek

Definíció: A keresztmetszet teherbírása az adott normál erőhöz, vagy adott

külpontossághoz tartozó legnagyobb nyomatékot, illetve normál erő-nyomaték párt

jelenti, függetlenül attól, hogy az alakváltozás eléri e a törési összenyomódás értékét,

vagy sem.

N=N/hdso

M=M/hd2so

o

h=

1,0

0 mD

z

y

uLed

x N

A KERESZTMETSZET TEHERBÍRÁSI VONALA

eoeu=k eo

s

e

o

su=g so

so

d

x

s1

so

e1eo

ba

berepedt zóna

e

s

N

e

Esetek 1/A. eset 1/B. eset

Ábrák

x dx 0dx 0

berepedt zóna

e1

s1

x

d

s

e

N

e

uo eee 1e1 oee 1

A teherbírási vonalnál alkalmazott s és e ábrák


x

a

a b

eo

so

d

b

e1

s1

s2

e2

s

e

N

e eu

su

d

a

so

eo

x

b

s2

e

s

N

e

Esetek 2/A. eset 2/B. eset 2/C. eset

Ábrák

x dx 0 bkxd ad

d

x

s1

e1

s2

e2e

s

N

e

e1 uee 1uo eee 1oee 1

A teherbírási vonalnál alkalmazott s és e ábrák


Nyomaték-görbület függvény – N=0,30 szinthez


0

0,0002

0,0004

0,0006

0,0008

0,001

0,0012

0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005

[1/cm]

M

s1

e1

s2

e2

e1

s1

s1

so

e1 eo

k=eu/eo=1,30 g=su/so=0,80

N=0,10

N=0,20

N=0,30

N=0,40

N=0,50

N=0,60

N=0,70

N=0,80

N=0,90

Nyomaték-görbület függvények – eltérő normál erő szintekhez

-0,04

-0,02

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0 0,005 0,01 0,015

M

(1 /cm)

N=0,10

N=0,90

N=0,50

N=0,30

N=0,80

N=0,70

N=0,20 N=0,60

N=0,40



-0,04-0,02

00,020,040,060,08

0,10,120,14

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

N

M

rugalmas

képlékeny

teherbírási vonal

k=eu/eo=1,30 g=su/so=0,80 eo

so

o

e

s

eu=k eo

su=g so


Kiindulási feltételek:

• statikailag határozott fal elem

• a fal tengelye kezdetben görbe (vg,max=L/300)

• ea=eb, és ea=eb

• M- függvény az anyagmodell szerint

• kis elmozdulások feltételezése

• másodrendű elmélet alkalmazása

Definíció: a fal teherbírása az a legnagyobb normálerő,

amelynél a rúd közbenső keresztmetszetén az

igénybevételek elérik vizsgált keresztmetszet teherbírását.

A teherbírás nem jelenti feltétlenül az anyag

tönkremenetelét.

VÁLYOGFALAK TEHERBÍRÁS VIZSGÁLATA

Na

A

ea

B

eb

NbL

vg,max

o

Egyensúlyi egyenletek:

)( )()()( xAxAAx uxTvNMM

s inc o s)( AAx TNN

c o ss in)( AAx TNT

B

BAA

x

MMT

'v

''v

Geometriai egyenletek:

Fizikai egyenletek:

M-függvény

A

NaTa

Ma

N(x)

M(x)

x

(x)

v

T(x)


1sin2

2

max,1

2

12 ihLL

vhvvv giiii

N

N



l(l/d)=1

l(l/d)=5

l(l/d)=10

l(l/d)=15

l(l/d)=20

l (l/d)=25

l(l/d)=30

ea=eb

Csomópont képzések




l(l/d)=1

l(l/d)=5

l(l/d)=10

l(l/d)=15

l(l/d)=20

l (l/d)=25

l(l/d)=30

eb=0

N

N



l(l/d)=1

l(l/d)=5

l(l/d)=10

l(l/d)=15

l(l/d)=20

l (l/d)=25

l(l/d)=30

ea=-eb

N

N


ebo=5 cm

ebo=2,5 cm

ebo=0 cm

ebo=-2,5 cm

ebo=-5 cm

N

N

N

N

N

N

N

N N

N




N

N

lineárisan rugalmas anyagmodell (Mauerwerk Kalender, 1998)

k=1,1; g=0,2; MSZ 15023; k=3; g=0,8; MSZ ENV 1996

rugalmas-képlékeny anyagmodell (Kőrössi, 1997)

N

N


0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 5 10 15 20 25 30

N

l (l/d)

szilárdsági tönkremenetel stabilitási tönkremenetel

Köszönöm a figyelmet!

[email protected]

about production of straw clay bricks -...

Documents