Repedések és tapadás a betonban

Nyilvántartási szám: 
08/53
Témavezető neve: 
Témavezető e-mail címe:
balazs.gyorgy@epito.bme.hu
A témavezető teljes publikációs listája az MTMT-ben:
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése: 

Betonban és vasbetonban szinte elkerülhetetlen a repedések megjelenése. A repedések alapvetően erőtani vagy technológiai okokra vezethetőek vissza. A repedések tágassága meghatározó a szerkezet használhatóság, tartóssága és esztétikai megjelenése szempontjából. A repedések kialakuláskori tágassága idővel növekedhet tartós, ill. sokszor ismételt teher valamint környezeti hatások továbbá térfogatváltozással járó átalakulások következtében.

Repedések kialakulásának és tovaterjedésének a feltételei meglehetősen komplex rendszert alkotnak a számos befolyásoló tényezőn keresztül. A befolyásoló tényezők száma folyamatosan növekszik az új típusú betonok (pl. nagy szilárdságú beton, könyűbeton) és az új típusú betétek (pl. szálak vagy nem acél anyagú betétek) megjelenése következtében.

Elsődleges célunk a repedések tágasságának korlátozása a különféle paraméterek megfelelő megválasztásával. A repedések tágasságát és a repedéstágasság változásának mértékét jelentősen befolyásolja a beton és a betonacél közötti együttdolgozás (vagy mas néven tapadás).

Jelen kutatás célja a beton (vasbeton és feszített vasbeton) elemekben várható repedések meghatározása laboratóriumi kísérletek és modellezés segítségével a jelenséget befolyásoló paraméterek függvényében.

A kísérleti és elméleti eredmények fényt kell, hogy derítsenek arra, hogy mely parméterek hatása a legfontosabb és befolyásuk milyen mértékű. A jelenség matematikai modellezése során elemezni kell, hogy melyek a valóban szükséges alapveltevések, melyek a beépíthető fizikai, ill. anyag egyenletek, és mely követelményeket kell kielégíteni az alakváltzások kompatibilitása szempontjából.

A repedéstágasság és a tapadás kutatása egymással összefüggésben, illetve egymástól függetlenül is közel száz éves múltra tekint vissza. Ennek ellenére újabb erőfeszítéseket szükséges tennünk a jelenség teljes megértése, és reális matematikai leírása (modellezése) vonatkozásában (mint például: beton húzószilárdság hatásának, húzott beton merevítő hatásának, betonfedés vastagságának hatásának, a betét felületi kialakításának hatásának a figyelembevétele).

Jelen kutatás közvetlenül kapcsolódik a Nemzetközi Betonszövetség (fib)

T2.1 „Serviceability Models” munkabizottságban és a

T2.5 „Bond Models” munkabizottságban végzett munkához,

amelyekben való aktív részvétel is biztosíthetó a doktoráns kutató számra. Témavazető a fenti T2.1 Bizottságnak 15 éven át vezetője volt, és jelenleg is tagja mindkét bizottságnak.

A téma meghatározó irodalma: 
  • ACI SP-180, "Bond and Developmnet of Reinforcement - A tribute to Dr. Péter Gergely" (ed. R. Leon),ISBN: 98-86927, ACI - American Concrete Institute, 1998, (Balázs, G. L., "Bond Under Repeated Loading", pp. 125-143.)

  • CEB (Editor: Balázs, G. L.), "Behaviour and modelling in serviceability limit states including repeated and sustained loads", CEB Bulletin d' Information No. 235 - ISBN 0378-9489, April 1997, 265 p. (Balázs, G. L. et al., "Development of crack widths and deflections in elements subject to repeated and sustained loads" , Chapter 1 - CEB Bulletin d' Information No. 235, "Behaviour and modelling in serviceability limit states including repeated and sustained loads", April 1997, pp. 1-46.)
  • fib (Editor: Balázs, G. L.), "Structural Concrete Textbook on Behaviour, Design and Perfomance” Vol 1 fib bulletin 51, Vol 2 fib bulletin 52, Vol 3 fib bulletin 53, Lausanne, ISBN 978-2-88394-091-8, -092-5, -093-2, p. 294, p. 338, p. 376, Nov-Dec. 2009-Febr 2010.
  • Beeby, A.W. (1978). Cracking: what are crack width limits for?, Concrete, July 1978, 31-33.
  • Beeby, A.W. (1979). The prediction of crack width in hardened concrete, The Structural Engineer, Vol.57A, No.1, January, pp.9-17.
  • Beeby, A.W. (2004). The influence of the parameter φ/reff on crack widths, Stuctural concrete No 2, 71-83.
  • Beeby, A.W. (2005). The influence of the parameter φ/reff on crack widths, Discussion, Stuctural concrete No 4, 155-165.
  • Borosnyói, A, Balázs G.L.(2005). Models for flexural cracking in concrete: the state of art, Stuctural Concrete Journal, No 2, 53-62.
  • Broms, B.B., Lutz, L.A. (1965). Effects of Arrangement of Reinforcement on Crack Width and Spacing of Reinforced Concrete Members, ACI Journal, Proceedings V. 62, No. 11, Nov. 1965, pp. 1395-1410.
  • CEB (1984). CEB Design Manual Cracking and Deformations, CEB Bulletin d'Information No.158, Lausanne 1985
  • Eckfeldt, L., (2005a). Möglichkeiten und Grenzen der Berechnung von Rissbreiten in Veraederlichen Verbundsituationen, PhD Dissertation, Technical University Dresden
  • Ferry-Borges, J. (1966). Cracking and deformability of Reinforced Cocrete Beams, IABSE Publication, Zürich, Vol.26, pp.75-79.
  • Gergely, P., Lutz, L.A. (1968). Maximum Crack Width in Reinforced Flexural Members, Causes, Mechanism and Control of Cracking in Concrete, ACI SP-20, 87-117.
  • Goto, Y., Otsuka, K. (1971). Studies on Internal Cracks Formed in Concrete Around Deformed Tension Bars, ACI Journal, Vol.68. No.4, April 1971, 244-251.
  • König, G., Fehling, E. (1988). Zur Rißbreitenbeschränkung im Stahlbetonbau", Beton-und Stahlbetonbau No.6/1988, 161-167. + No.7/1988, 199-204.
  • Leonhardt, F. (1988). Cracks and Crack Control in Concrete Structures, PCI Journal, July-August 1988, 124-145.
  • Lutz, L.A., Gergely,P. (1967). Mechanics of Bond and Slip of Deformed Bars in Concrete, ACI Journal, 64(11) 1967, 711-721.
  • Noakowski, P. (1985), Verbundorientierte, kontinuierliche Theorie zur Ermittlung der Rissbreite, Beton- und Stahlbetonbau No.7/1985, 185-190. und No.8/1985, 215-221.
  • Oh, B.H., Kang,Y.H. (1987). New Formulas for Maximum Crack Width and Crack Spacing in Reinforced Concrete Flexural Member, ACI Structural Journal March-April, pp.103-112.
  • Schießl, P. (1989). Grundlagen der Neuregelung zur Beschränkung der Rißbreite, Deutscher Ausschuß für Stahlbeton, Heft 400, pp.158-175.
A téma hazai és nemzetközi folyóiratai: 
  • - ACI Journal

  • - Structural Concrete Journal
  • - Materials and Structures Journal
  • - Magazin of Concrete Research
  • - Key Engineering Materials Journal
  • - Beton und Stahlbetonbau
  • - Concrete Structures Journal
  • - Vasbetonépítés folyóirat
A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja: 
  • Balázs, G. L., Lublóy, É., “Post heating strength of fibre-reinforced concretes”, Fire Safety Journal 49, pp. 100-106. (2012) DOI: 10.1016/j.firesaf.2012.01.002, Q1: 1.021, IF 1.222
  • Balázs, G. L., et al. “Design for SLS according to fib Model Code 2010”, Structural Concrete Journal, Vol. 14, June 2013, pp. 99-123, E&S Wiley ISSN 1751-7648, DOI: 10.1002/suco.201200042; Q2 0.746, IF 0,857
  • Walraven, J., Balázs, G. L., “fib Model Code for Concrete Structures 2010: a landmark in an ongoing development”, Structural Concrete Journal Vol. 14, March 2013, pp. 1-2., E&S Wiley ISSN 1751-7648, DOI: 10.1002/suco.201390005, Q2 0.746, IF 0.857
  • Balázs, G. L.: “Material and Structural Properties for Creating High Performance Concrete”, Key Engineering Materials Journal Vols. 629-630 (2015) pp 21-27 Online available since 2014/Oct/01 at www.scietific.net Trans Tech Publications, Switzerland, Doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.629-630.21 IF: 0.190
  • Bilotta, A., Ceroni, F., Joaquim A. O. Barros, J.A.O., Costa, I., Palmieri, A., Szabó, K.Zs., Nigro, E., Matthys, S., Balázs, G. L., Pecce, M.: Bond of NSM FRP-Strengthened Concrete: Round Robin Test Initiative” ASCE Journal of Composites for Construction, June 2015, DOI: 10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000579, Q1: 1.957, IF: 2.48
A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye: 
  • Balázs G. L., "Cracking Analysis Based on Slips and Bond Stresses", ACI Materials Journal, Vol. 90, No. 4, July-August 1993, pp. 86-93, IF 0.462
  • Balázs G. L., "Fatigue of Bond", ACI Materials Journal, Nov-Dec. 1991, pp. 620-629, IF 0.378
  • Koch, R., Balázs, G. L., "Verbund unter nicht ruhender Belastung", - Teil 1, Vol.93, 1998/7, pp.177-181; - Teil 2, Vol.93, 1998/8, pp.220-223, Beton- und Stahlbetonbau
  • Balázs, G. L., et al. “Design for SLS according to fib Model Code 2010”, Structural Concrete Journal, Vol. 14, June 2013, pp. 99-123, E&S Wiley ISSN 1751-7648, DOI: 10.1002/suco.201200042; Q2 0.746, IF 0,857
  • Balázs, G. L., Grosse, C.U., Koch, R., Reinhardt, H.W., "Damage accumulation on deformed steel bar to concrete interaction detected by acoustic emission technique", Magazin of Concrete Research, Vol. 48, No. 177, Dec. 1996, pp. 311-320, IF 0.444
  • Vandewalle, L., Nemegeer, D., Balázs, L.G., Barr, B., Bartos, P., Banthia, N., Brandt, A., Criswell, M., Denarie, E., Prosco, M. Di, Falkner, H., Gettu, R., Gopalaratnam, V., Groth, P., Häusler, V., Katsaragakis, E., Kooiman, A., Kovler, K., Lehtonen, J., Massicotte, B., Mindess, S., Reinhardt, H-W., Rossi, P., Schaerlaekens, S., Schnütgen, Shah, S., Skarendahl, A., Stang, H., Stroven, P., Swamy, R., Tatnall, P., Teutsch, M., Walraven, J., Wubs, A, “RILEM TC162-TDF: Test and Design Methods for Steel Fibre Reinforced Concrete, Ϭ-w- Design Method, Principles and Applications, Marerials and Structures Journal, Vol. 33, Jan-February 2002, pp, Q2 0.631, IF 0.363

A témavezető eddigi doktoranduszai

Schaul Péter (2016//)
Balogh Tamás (2010//)
Mezei Sándor (2008//)
Fehérvári Sándor (2006/2009/2009)