Technologia betonu
description
Transcript of Technologia betonu
Technologia betonu
Projektowanie betonów SCC i sprawdzanie ich właściwości
Kraków, 2012 r.
Czym jest współczesna technologia betonu?
Projektowanie składu mieszanki
betonowej
Wytwarzanie mieszanki betonowej
Układanie i zagęszczenie
mieszanki betonowej
Pielęgnacja „świeżego”
betonu
Beton o żądanych właściwościach fizyko-mechanicznych przy
uwzględnieniu kosztów i czasu
wykonaniaAnaliza
ekonomiczna
Kontrola jakości
Rozwój
betonu
Betony BSZ lub ang. SCC - definicja
• Wg normy PN-EN 206-9: 2010
• Inna definicja:
Beton, który pod własnym ciężarem rozpływa się i zagęszcza z zachowaniem jednorodności, wypełniając deskowanie ze zbrojeniem,
kanały, ramy, itp.
Beton, którego mieszanka ma taką zdolność do płynięcia podwłasnym ciężarem, która zapewnia całkowite wypełnienie nią wymaganej
przestrzeni, formy lub deskowania w sposób zagęszczonybez segregacji
Betony samozagęszczalne SCC
Właściwości, składnikii zastosowanie
Właściwości betonów SCC
• wysoka płynność i urabialność mieszanki betonowej (zdolność „płynięcia” mieszanki, a więc jej zdolność do zagęszczania pod wpływem siły ciężkości)
• zdolność szczelnego wypełniania form bez segregacji składników mieszanki, odporność na ‘bleeding’ (wyciek wody z mieszanki)
• zdolność do odpowietrzania ułożonej mieszanki bez konieczności wibrowania
• długi czas zachowania konsystencji i urabialności• wysokie parametry fizyko-mechaniczne
stwardniałego betonu• gładkość powierzchni stwardniałego betonu • właściwości BSZ pozwalają także na wydłużenie
czasu transportu, a skrócenie czasu wbudowywania
SCC ze względu na „płynięcie” mieszanki betonowej
charakteryzują się mniejszą zawartością kruszywa
grubego, a większym udziałem zaprawy.
Ponadto posiadają znacznie wyższy punkt piaskowy.
Stosunek masowy kruszywa grubego do drobnego
i do matrycy cementowej powinien wynosić 50% : 20% : 30%.
Właściwości scc dotyczące składu
Odporność betonów SCC na bazie cementu żużlowego CEM III na działanie środowisk zawierających jony chlorkowe
Otrzymywanie SCC
Projektowanie SCC
Algorytm projektowania betonów samozagęszczalnych
Składniki betonu SCC
• Cement – CEM I, CEM II, CEM III, zawartość300 – 450 kg/m3
• Kruszywo – spełniające wymagania dla betonu zwykłego, maksymalny wymiar ziarna 20 mm
• Punkt piaskowy kruszywa 40 – 50 %• Dodatki mineralne (popiół lotny, granulowany
żużel wielkopiecowy, kamień wapienny), zawartość przeciętnie 20 – 40 % masy cementu
• Superplastyfikatory (na bazie polikarboksyeterów lub polikarboksylanów)
• Wskaźnik w/c = 0,3 – 0,5• Zawartość spoiwa (cement + dodatek mineralny)
475 – 600 kg/m3
Składnik CEM I 42,5R CEM III/A 32,5NA
Ilość, kg/m3
Cement 450 360
Dodatek mineralny mączka kwarcowa: 100 kgmikrokrzemionka: 20 kg
popiół lotny: 170
Kruszywo 0/8 mm 1690 -
Kruszywo 0/16 mm - 1680
Woda 210 160
Superplastyfikator FM 38 9 -
Superplastyfikator FM 34 - 4,3
w/c 0,46
Właściwość CEM I 42,5R CEM III/A 32,5NA
Wyniki badań
Rozpływ 65 cm 71 cm
Wytrzymałość po 1 dniu 20,0 MPa -
Wytrzymałość po 3 dniach 32,0 MPa 12,0 MPa
Wytrzymałość po 7 dniach - 29,0 MPa
Wytrzymałość po 28 dniach 61,0 MPa 48,0 MPa
Wytrzymałość po 56 dniach - 54,0 MPa
Przykładowe receptury betonu SCC
0,44
Specyfika projektowania składu betonu SCC
• Przy projektowaniu betonów samozagęszczalnych warunkiem podstawowym jest uzyskanie odpowiednich właściwości reologicznych mieszanki, a cechy wytrzymałościowe i trwałościowe traktowane są często, zwłaszcza w przypadku betonów niskich klas jako drugorzędne
• Odpowiednie właściwości reologiczne powinny umożliwić swobodne płynięcie i odpowietrzenie mieszanki betonowej przy braku sedymentacji ziaren kruszywa w mieszance, jak i braku wydzielania się z niej zaczynu.
• Właściwości reologiczne można wystarczająco dokładnie opisywać za pomocą dwóch parametrów reologicznych – granicy płynięcia (warunkującej wystąpienie płynięcia mieszanki) i lepkości plastycznej (mającej istotne znaczenie dla urabialności, stabilności oraz zdolności do samoodpowietrzenia mieszanek).
Rys. Zmiany właściwości reologicznych mieszanki w wyniku modyfikacji jej składu
Rys. Główne czynniki decydujące o właściwościach reologicznych mieszanki
Specyfika składu betonu samozagęszczalnego
Błędy powierzchni mieszanki SCC
Badaniewłaściwości
SCC
Właściwości reologicznemieszanki i metody ich pomiaru
Rys. Właściwości reologiczne mieszanki oraz testy ich pomiaru
Im mniejsza jest granica płynięcia, tym lepsza jest urabialność mieszanki
Im mniejsza jest lepkość plastyczna mieszanki tym większa jest jej płynność, a więc również urabialność.
TAB.1. Zalecane do badania właściwości reologicznych mieszanki samozagęszczalnejTesty techniczne i ich korelacje z parametrami reologicznymi
Rozpływ swobodny
Badanie średnicy rozpływumieszanki pozwalają określićgranicę płynięcia mieszanki.
Granica płynięcia jest mniejsza gdy średnica rozpływu jest większa.
Lepkość
Badania czasu rozpływu lub czasu wypływu pozwalają na określenielepkości plastycznej. Lepkość plastycznajest tym większa im ww.czasy są dłuższe.
Chwilowa zdolność płynięcia
Odporność na segregację
TAB. Wymagane parametry reologiczne mieszanek samozagęszczalnych
TAB. Wymagane parametry reologiczne mieszanek samozagęszczalnych c.d.
Efekty stosowania betonu SCC
• brak konieczności zagęszczania mieszanki betonowej
• zmniejszenie pracochłonności formowania elementów
• łatwość zabudowy mieszanki w konstrukcjach o skomplikowanym kształcie i dużej ilości zbrojenia
• bardzo wysoka jakość wykonania (jednorodność ułożonego betonu)
• uzyskanie bardzo dokładnego odwzorowania powierzchni form bez raków i pęcherzy (beton architektoniczny)
• zwiększenie szybkości wykonywania konstrukcji
• eliminacja hałasu związanego z wibrowaniem mieszanki
SCCzastosowanie
SCC znajdują zastosowanie jako materiały do wykonywania
konstrukcji betonowych o skomplikowanych kształtach,
z gęstym zbrojeniem, w tym także budowli podwodnych.
Ponadto betony samozagęszczalne
są doskonałym betonem architektonicznym, zapewniającym
gładką powierzchnię wykonywanych elementów.
Zastosowanie SCC
Most Akashi Kaikyo, Japonia
3,911 km rozpiętości
Bloki kotwiące kabli niosących konstrukcję podwieszoną
Beton SCC
Zalety betonów SCC w porównaniu do tradycyjnego betonu
Podsumowanie
• Wprowadzanie nowych rozwiązań w technologii betonu pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie tego materiału w budownictwie (trwałość, koszt i szybkość realizacji).
• Realizacja nowoczesnych technologii wymaga szerokich działań eksperymentalnych oraz opracowania nowych metod badawczych.
• Warunkiem koniecznym jest wysoka kultura techniczna producentów betonów i firm wykonawczych oraz poziom fachowej wiedzy pracowników.
Książki:
1. Wiesław Kurdowski – Chemia cementu i betonu, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2010
2. Beton według normy PN – EN 206-1 – komentarz-, praca zbiorowa pod kierunkiem prof. Lecha Czarneckiego, Wyd. Polski Cement, Kraków 2004
Artykuły:
1. P. Rovnanikova, S. Grzeszczyk – „Odporność betonów samozagęszczalnych na bazie cementu żużlowego (CEM III) na działanie środowisk zawierających jonychlorkowe”, Roczniki Inżynierii Budowlanej, Zeszyt 7/2007