Betonisandwich-elementin, jossa on 40 mm paksu muovikuitubetoninen ulkokuori, käyttökelpoisuus ulkoseinärakenteena

Transkriptio

1 1 (5) Tilaaja: Rakennusteollisuus RT ry Arto Suikka PL 381 (Unioninkatu 14) Helsinki Viite: Tehtävä: Lausuntopyyntö: Rakennusteollisuus RT ry/ Arto Suikka Arvioida toimiiko raudoittamaton 40 mm paksu kuitubetonista valmistettu sandwich-elementin ulkokuori tulipalossa Betonisandwich-elementin, jossa on 40 mm paksu muovikuitubetoninen ulkokuori, käyttökelpoisuus ulkoseinärakenteena Tässä lausunnossa annetaan arvio 40 mm paksun muovikuitubetonikuoren käyttökelpoisuus ottaen huomioon paloturvallisuus. Lausunnossa ei oteta kantaa kantavan elementin mitoitukseen rakennuksen sisäpuolisessa palossa. Tampereen teknillisen yliopiston ssa tehtiin polttokoe, jossa testattiin 40 mm paksun muovikuitubetonikuoren toimintaa standardipalossa. Koekappale oli betonisandwich-elementti. Koekappale oli valettu Lipa-Betoni Oy:n elementtitehtaalla. Koekappale toimitettiin TTY:n rakennushalliin. Koekappaleen koko oli 2400 mm x 3000 mm x 360 mm (korkeus x leveys x paksuus). Ulkokuori oli kuitubetonia ja eriste Paroc COL 40g lamellivillaa. Ulkokuori oli kiinni sisäkuoressa betonin ja villan välisen tartunnan lisäksi neljällä PPI440 pistoansaalla. Ulkokuoren paksuus oli 40 mm, sisäkuoren paksuus oli 80 mm ja villan paksuus oli 240 mm. Rakennekuvat on esitetty liitteessä 1. Kappaleen kosteus arvioitiin pienempien koekappaleiden avulla. Paroc COL 40g lamellivillan mitattu tiheys oli 70 kg/m³ ja kosteus oli 0,63 paino%. Sisäkuoren mitattu tiheys oli 2138 kg/m³ ja kosteus oli 3,12 paino%. Ulkokuoren mitattu tiheys oli 2090 kg/m³ ja kosteus oli 3,40 paino%. Koe tehtiin pystyuunissa standardin SFS-EN Fire resistance tests. Part 1: General requirements mukaan. Kokeessa mitattiin lämpötila villan ja ulkokuoren välistä, sekä tulen vastakkaisesta pinnasta. Ulkokuori oli tuleen päin. Kokeessa polttimet sammutettiin 61 minuuttia kokeen alusta. Kokeessa ulkokuoresta alkoi pinta lohkeilla 8 min 45 sek kokeen alusta. Lohkeilu päättyi 16 min 40 sek kokeen alusta. Ulkokuori pysyi kiinni polttokokeen ja jäähtymisen ajan. Kokeesta on tehty Tampereen teknillisen yliopiston n tutkimusselostus nro PALO/2254/2014, joka on päivätty Standardin SFS-EN AC Eurokoodi 2: Betonirakenteiden suunnittelu. Osa 1-2: Yleiset säännöt. Rakenteiden palomitoitus mukaan lohkeilu

2 2 (5) tulee välttää tai sen vaikutus toimivuusvaatimuksiin tulee ottaa huomioon. Kokeessa tapahtuneella lohkeilulla ei ollut vaikutusta elementin toimivuusvaatimuksiin (EI 60 o i). Ulkoseinille tehtävissä polttotesteissä voitaisiin käyttää ulkopuolisen palon lämpötilakäyrää, kun rakenteen ulkopinta on tuleen päin. Kuvassa 1 on esitetty standardipalon aika-lämpötilakäyrä ja ulkopuolisen palon käyrä. Lämpötilat molemmilla käyrillä ovat lähes samat ensimmäiset 9 minuuttia. Tämän jälkeen ulkopuolisen palon käyrän lämpötila tasoittuu arvoon 680 C. Kuva 1:Polttokokeissa käytettäviä lämpötila-aikakäyriä Lohkeilu alkoi 8 min 45 sek kokeen alusta, joten lohkeilua olisi tapahtunut myös käytettäessä ulkopuolisen palon käyrää. Lohkeilu loppui 16 min 40 sek kokeen alusta. Tällöin uunin lämpötila oli 75 C korkeampi kuin ulkopuolisen palon käyrän mukainen lämpötila. Lohkeilu johtui mielestämme ainakin osittain ulkokuoren kosteudesta. Jos kosteuspitoisuus olisi ollut alle 3 paino%, ei ulkokuori olisi välttämättä lohkeillut. Kokeessa ei mitattu lämpötilaa sisäkuoren ja villan välissä. Lämpötila 240 mm paksun kivivillan takana ei käsittääksemme ylittänyt 100 C lämpötilaa, joten lämpötilalla ei ollut vaikutusta sisäkuoren kantavuuteen. Myöskään ulkokuoren lohkeilulla ei ole vaikutusta kantavan elementin toimivuusvaatimuksiin. P1 luokan rakennuksessa tulee ulkoseinässä pääosin käyttää vähintään B-s1, d0-luokan rakennusmateriaaleja. Mineraalivilla ja betoni hyväksytään A1-luokan materiaaliksi ilman testiä. Betoni saa sisältää 1 paino- tai tilavuusprosenttia orgaanista ainetta. Kun muovikuitujen määrä ja muiden orgaanisten aineiden osuus on tätä pienempi, voidaan kuitubetonia pitää A1-luokan materiaalina. (RakMK E1)

3

4 4 (5) Liite 1: Rakennekuvat Liite 1 (1/2)

5 5 (5) Liite 7 (2/2)