A tűzállóság a szerkezeti elem (pl. oszlop, gerenda) vagy annak egy részének teljesítményére vonatkozik és nem az őket alkotó, egymástól független anyagokra (beton, acél vagy szénszálas anyag).
A ragasztott CFRP (szénszál erősítésű polimer) lamellák használatához kapcsolódó gyakori hiba, hogy azt gondoljuk, hogy a CFRP tűz elleni teherbírásának meg kellene felelnie a szerkezeti elemtől elvárt ellenállósági időtartamnak, ami nem megfelelő (pl. egy 90 perces tűzállóságú oszlopnak képesnek kell lennie a meghatározott időtartamban a várható terhek felvételére, de a beton, az acél és a CFRP egyéni teherbírása teljes időtartam alatt nem korlátozott egyenként).
Mivel a CFRP erősítő szerepe várhatóan idő előtt megszűnik, a szerkezeti elem teherbírása alapvetően a másik két komponenstől (beton és acél) fog függeni, melyek teherbírása ennek megfelelően fokozatosan csökken a hőmérséklet függvényében. Így, még akkor is, ha a tűzvédő anyag csak korlátozott kiegészítő védelmet nyújt a CFRP számára (1), a beton és az acél védelmét illetően a hatékonysága nagyon jelentős, ezért a szerkezeti elem tűzvédelmi osztálya jelentősen javítható (2).
FRP (szál erősítésű polimer) méretezése tűzterhelésre (TR55, 5.7.1)
A tűz esete rendkívüli állapotot jelent, amit a terhek felvételekor és a szerkezet méretezésekor figyelembe kell venni. A védelem nélküli CFRP erősítésről – a tűz hatására jelentkező magas hőmérséklet miatt – azt feltételezzük, hogy elveszíti az erősítő hatását. E miatt az erősítés nélküli szerkezeti elemnek a csökkentett terhelési szintre, a terhek kvázi-állandó kombinációjára is meg kell felelnie (EC 1, 1-2 kötet; 4.3.1.).
Sika CarboDur szoftver
Az ingyenesen elérhető program tartalmaz egy előzetes vizsgálatot, ahol megtörténik az erősítés nélküli szerkezeti elemnek tűz esetére való ellenőrzése. A tartó teherbírása a beton és az acél valós szilárdsága alapján kerül meghatározásra, így az anyag oldali biztonsági tényező YM,fi = 1 (EC 2, 1-2 kötet; 2.3.). Az így számított szerkezeti ellenállásnak (teherbírásnak) meg kell haladnia a tűz esetén számításba veendő teherkombinációból meghatározott hatásokat (EC 1, 1-2 kötet; 4.3.1.).
Rd,fi ≥ Ed,fi
A fenti feltétel teljesülése esetén a CFRP erősítő hatására tűz esetén nem is lenne szükség, így a tűz elleni védelem elhagyható.
A Sika CarboDur szoftver az 500 °C-os izotermák módszerével (Eurocode 2, 1-2 kötet: A és B melléklet) végzi el az FRP erősítés nélküli födémek, gerendák, oszlopok tűzállósági vizsgálatát.
Tűz esetén a tartó keresztmetszete jelentősen felmelegszik. E miatt különböző hőmérsékleti gradiensek ébrednek a szelvényben, ami a beton és a betonacél mechanikai tulajdonságainak, teljesítő képességeinek csökkenéséhez vezet.
Az 500 °C-os izotermák módszere egy egyszerűsített, de nem táblázatos módszer, ami azt feltételezi, hogy az 500 °C feletti hőmérsékleti hatásnak kitett betonrész a szerkezeti elem teherbírásához nem járul hozzá, a maradó keresztmetszeti részt pedig a beton normál hőmérsékleten megadott szilárdságával és rugalmassági modulusával veszi figyelembe.
Ez az új, csökkentett hatékonyságú keresztmetszet egy kisebb teherbíráshoz (ellenálláshoz) vezet, aminek meg kell haladnia a tűz esetére vonatkozó terhelésekből számított hatásokat.
A tűzállósági határérték megfelel annak az időtartamnak, mikor az idő előrehaladtával a csökkenő szerkezeti ellenállás (teherbírás) eléri a terhekből számított hatás értékét.
A Sika CarboDur szoftver kiértékeli a tartó tűzhatás esetén érvényes teherbírását, meghatározva a vasbeton keresztmetszetben várható hőmérsékleti eloszlást, így a TR55 5.7.1. fejezete alapján a valós tűzállóságot kapjuk eredményül.
Amennyiben nem felel meg tűzesetre a szerkezet megerősítés nélkül, akkor kiegészítő tűzvédelem alkalmazása szükséges különböző gyártók tűzvédő lapjaival, habarcsaival.
A Sika CarboDur és a SikaWrap szénszálas lamellák és szövetek Nemzeti Műszaki Értékeléssel (NMÉ A144/2017), a Sika CarboDur S szénszálas szerkezetmegerősítő rendszerek – 2021 óta – ETA bevizsgálással (ETA-21/0276) rendelkeznek.
