Zdjęcia przegrody budowlanej kompozytu cementowego z WDS po testach balistycznych: 3 uderzenia dynamiczne odłamkiem o średnicy 20 mm czy pociskiem średnicy 12,7 mm.

Odłamek 20 mm

odłamki artyleryjskie odpalone na symulowanym dystansie 30 metrów

• Prędkość – 960 m/s

• Tolerancja +/- 20 m/s

• Kąt ostrzału w poziomie – 360 stopni

• Kąt ostrzału w pionie – 0-90 stopniOdpowiada to detonacji 155mm 

 odłamkowego pocisku     artyleryjskiego w odległości metrów

    30

Pocisk 14,5× 114 przeciwpancerny (B32)

• odległość – 200m

• prędkość – 911 m/s

• kąt ostrzału w poziomie – 360 stopni

    kąt ostrzału w pionie – 0 stopni 

    (prostopadle)

                             POZIOM IV

PRÓBA BALISTYCZNA ELEMENTU WZORCOWEGO O POW. 0,5 M2, WADZE 120 KG.:

Wyposażenie badawcze i jego dane techniczne do próby balistycznej:

Kaliber: FSP 20 mm

Rodzaj pocisku- Stalowy rdzeń

Masa pocisku: 54 g

Prędkość pocisku: 520-960 m/s

Pomiar prędkości : 2.5 m przed próbką

Lufa: Test SN. 8588

Długość lufy: 1500 mm

Dystans ostrzału: 12 m

Temp otoczenia:  22.4 St. C

Wilgotność:  63%

Stan próbek: Nowe

Świadek 0,5 mm (± 0,05 mm) thick Aluminum 2024 T3 or None

Wyniki badań:

Kąt ostrzału: 90o = 0o NATO

Uwagi: Ostrzał kalibrem FSP 20 mm. Nie zaobserwowano przebicia próbki.

W/w mieszanka betonowa stanowi wysokowytrzymałościowy kompozyt cementowy połączony ze stosem okruchowym i dodatkami - WDS zastrzeżony w Urzędzie Patentowym Rzeczpospolitej Polskiej pod nr P.450560 - stosowany do wytwarzania przegród budowlanych narażonych na uderzenia dynamiczne, zwiększone ciśnienie, ponadnormatywne drgania oraz siły skupione. Oddziaływania mechaniczne występują na skutek: uderzenia, przeciążenia, ruchu, drgań, trzęsienia ziemi, wybuchu.

Uzyskana w ten sposób przegroda budowlana zachowuje podwyższoną trwałość, zwiększoną nośność, oraz minimalną wagowo masę odprysków od 1,5% do 2,2% wagi elementu (norma mówiąca o odpryskach PN-EN 1504-9; Rozdział. 4 „wyroby i systemy do ochrony i napraw konstrukcji betonowych”, PN-EN 206 Beton – Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność,  20.09.2012, Norma PN-EN 1992-1-2:2008 dotycząca projektowania konstrukcji betonowych narażonych na ogień)..

Zdjęcia standardowej przegrody budowlanej żelbetowej - na bazie cementu klinkierowego portlandzki o klasie wytrzymałości CEM I 32.5 - po testach balistycznych: 3 uderzenia dynamiczne odłamkiem o średnicy 20 mm czy pociskiem średnicy 12,7 mm.

Uwidoczniony podczas testów balistycznych rozpad i odpryski próbki (o wagowej masie odprysków od 3,5% do 12% wagi elementu) oraz fakt przebicia pocisku całego przekroju próbki na wylot.

TESTY BALISTYCZNE PRZEGRÓD Z KOMPOZYTU CEMENTOWEGO

Wysokowytrzymałościowy kompozyt cementowy połączony ze stosem okruchowym i dodatkami - WDS zastrzeżony w Urzędzie Patentowym Rzeczpospolitej Polskiej pod nr P.450560 - stosowany do wytwarzania przegród budowlanych narażonych na uderzenia dynamiczne, zwiększone ciśnienie, ponadnormatywne drgania oraz siły skupione. Oddziaływania mechaniczne występują na skutek: uderzenia, przeciążenia, ruchu, drgań, trzęsienia ziemi, wybuchu.

Zastosowanie kompozytu z WDS powoduje uzyskanie materiału o polepszonych właściwościach mechanicznych, w szczególności o zwiększonej wytrzymałości na oddziaływanie środków bojowych, obciążeń dynamicznych, sił skupionych, ciśnienia, ognia i drgań. Dzięki zastosowaniu odpowiednio dobranych komponentów pod względem składu jakościowo-ilościowego, dochodzi do synergistycznego działania matrycy cementowej ze stosem okruchowym oraz włóknami zbrojeniowymi, skutkującego otrzymaniem wysokowytrzymałościowego kompozytu odpornego na dynamiczne oddziaływania.

Kompozyt stanowi trwałą konstrukcyjną przegrodę budowli i budynków, odporny na dynamiczne oddziaływania. Kompozyt zachowuje podwyższoną trwałość, zwiększoną nośność, oraz minimalną wagowo masę odprysków (od 1,5% do 2,2% wagi elementu) po 3 uderzeniach dynamicznych odłamkiem o średnicy 20 mm czy pociskiem średnicy 12,7 mm.

Zastosowanie tych elementów jest możliwe w każdej konstrukcji tożsamej do konstrukcji żelbetowej zarówno w budownictwie kubaturowym jak i infrastrukturalnym. Zastosowanie alternatywnego zbrojenia wzmacnia strukturę betonu, stanowi alternatywę do zbrojenia stalowego wszędzie tam gdzie wymagane jest uniknięcie zakłóceń pracy czułych urządzeń nawigacyjnych, sterujących, radarów, czujników, oraz uniknięcia zakłóceń pracy napędów elektromagnetycznych (np. płaszczyzny kalibracji, ładowania indukcyjnego, płaszczyzn postojów i ruchów pojazdów lotniczych), zastępuje tradycyjne zbrojenie siatkowe i stalowe włókna zbrojeniowe.

Kompozyt z WDS charakteryzuje się zwiększoną odpornością na oddziaływanie czynników dynamicznych czy środków bojowych przy jednoczesnym zmniejszeniu grubości i masy przegrody, która ma zostać poddana ich oddziaływaniu. Powyższe ma szczególne znaczenie w przypadku zastosowania przedmiotowego wynalazku w prefabrykowanych elementach konstrukcyjnych, elementach monolitycznych budowli i budynków wykonywanych z mieszanki kompozytowej, gdzie oczekiwanym parametrem jest odporność na uderzenia, ciśnienie i kruszenie.

Przegroda otrzymana z kompozytu według wynalazku nie wymaga montażu dodatkowych elementów po jej wykonaniu. Dzięki zastosowaniu zbrojeń i dodatków do mieszanki betonowej oraz maty z tworzywa sztucznego,  charakteryzuje się podwyższoną odpornością na powstawanie rys i pęknięć, podwyższoną odpornością zmęczeniową i udarnością, podwyższoną wytrzymałością na rozciąganie i na ścinanie. Pozwala to na przejęcie zewnętrznych sił dynamicznych w trakcie przebijania przegrody oraz zminimalizowania masy wagowej odprysków. Przegroda ma podniesioną odporność na przebicie oraz siły rozciągające powstałe na zewnętrznej stronie płyty/ściany nośnej w wyniku fali nadciśnienia lub uderzenia pociskiem lub odłamkiem. Może stanowić element ochronny (pancerza)  typowej budowli i przegrody lub łączyć funkcję przegrody i konstrukcji. Właściwości przegrody pozostają niezmienione nawet w przypadku działania niekorzystnych warunków atmosferycznych.

Z uwagi na brak stali węglowej, oraz odpowiednio dobranych składników mieszanki betonowej, uzyskuje się wysoką odporność chemiczną na utlenianie i korozję spowodowaną chlorkami, siarczanami, pleśnią, rdzą, itp., szczególnie w środowiskach agresywnych wywołanych bliskością wody morskiej, wpływami atmosfery wielkoprzemysłowej. Przegroda nie wywołuje zakłóceń magnetycznych, dzięki temu szczególnie przydatne jest jej używanie w konstrukcjach związanych z budownictwem lotniczym, wojskowym,  szpitalnym lub magazynach.

CHARAKTERYSTYKA KOMPOZYTU Z WDS.

Betonu wytworzony z mieszanki betonowej z dodatkami , wg normy NO-17-A204 2015 Nawierzchnie lotniskowe Nawierzchnie z betonu cementowego Wymagania i metody badań, betonu odpornego na temperaturę, na odpryski, uderzenia punktowe i spękania, oraz wg normy PN-EN 206+A2:2021-08 Beton – wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.

1. Klasa betonu C30/37, XC2, XF4, XD1, XA1, Wytrzymałość na ściskanie określana zgodnie z PN-EN 12390-3:2011/AC:2012 min 37 MPa, Wytrzymałość na ściskanie określana zgodnie z PN-EN 12390-3:2011/AC:2012 min 30 MPa,

2. Gęstość betonu w stanie naturalnym zgodnie z PN-EN 12390-7: 2019-08: 2310 +/-60

3. Kruszywo frakcji 2-8 mm, i 8-16 mm pochodzenia granitowego spełniającego postanowienia PN-EN 12620+A1:2013,

4. Kruszywo drobne piasek 0-2 mm spełniające postanowienia normy PN-EN 12620+A1:2013,

5. Stosunek wodno-cementowy W/C =0,4 lub niżej,

6. Cement - klinkierowy cement portlandzki o klasie wytrzymałości nie niższej niż CEM I 32.5, odpowiadającego wymaganiom wg PN-EN 197-1:2012 i PN-B-19707:2013 dla cementów nisko alkalicznych (≤ 0,60% Na2Oeq),

7. Beton napowietrzony – zawartość powietrza min 3,5% max 5% jego objętości, konieczność zastosowania domieszek napowietrzających w celu uzyskania dużej liczby kulistych, zamkniętych pęcherzyków powietrza, o pożądanej jednakowej wielkości nie przekraczającej 300 µm i pożądanym równomiernym wskaźniku rozmieszczenia porów w stwardniałym betonie, Zawartość powietrza (określana zgodnie  z PN-EN 12350-7:2011),

8. Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu określana zgodnie z PN-EN 12390-6:2011 min 3,3 MPa

9. Zbrojenie – kompozytowe (dedykowane) o tym samych średnicach i ilości sztuk zamiast stalowego, oraz inne zbrojnie specjalistyczne z gotowych elementów.

10. Beton w przekroju paroprzepuszczalny, o wilgotności nie przekraczającej 4%,

11. Beton odporny na pękanie w wysokich temperaturach (np. podmuch gorących gazów, strumień gazów),

12. Beton odporny na uszkodzenia mechaniczne tj. uderzenie, przeciążenie, przemieszczenie (osiadanie), wybuch i wibracje,

13. Beton odporny na działania chemiczne tj. reakcje alkaliczne, czynnik agresywne (siarczany, wody miękkie, sole), czynniki biologiczne,

14. Beton odporny na uszkodzenia fizyczne tj. zamrażanie/rozmrażanie, oddziaływania cieplne, krystalizację soli, skurcz, erozję, ścieranie

15. Beton odporny na oddziałanie środków bojowych w postaci sił skupionych, odporność punktowa tj. brak przebicia przekroju o gr.200 mm betonu, uderzenie pociskiem FSP 20 mm o masie 54 g, prędkości pocisku 520-960 m/s z odległości 12 m, pochłaniający energię uderzenia minimum 3 pociskami FSB 20 mm na powierzchni wzorcowej 0,5 m2,

16. Beton odporny na ubytki masy i odpryski z przekroju z próbki o powierzchni wzorcowej 0,5 m2. Test 3 strzałów do próbki wzorcowej. Ubytek masy betonu ma stanowić od 1,5 do 2,1% wagi wzorcowego elementu (waga 120 kg) po 3 uderzeniach odłamkiem FSP 20 mm z odległości 12 m – potwierdzona testami balistycznymi.

17. Beton odporny na dynamiczne oddziaływania i ciśnienie. Beton o podwyższonej trwałości, zwiększonej nośności, odporności na zarysowania i pęknięcia, podwyższoną

18. wytrzymałością na rozciąganie (min 4,5 MPa) i na ściskanie na próbkach sześciennych po 28 dniach  – min 37 MPa przy klasie betonu C30/37

19. Elementy wzorcowy z betonu o powierzchni 0,5 m2 i grubości 200 mm odpowiada odporności balistycznej klasy IV normy STANAG 4569 wg. TABLICY 1, oraz parametrom próby balistycznej poniżej

20. STANAG 4569 „Procedures for evaluating the protection levels  of logistic and light armoured  vehicles for KE and artillery threat

TABLICA 1.

Kontakt

Ekoprofesbud Sp. z o.o.
ul. Kineskopowa 1C/102
05-500 Piaseczno
www.ekoprofesbud.pl
tel. +48 695 907 556
email: biuro@ekoprofesbud.pl

Napisz do nas