J. Deja, P. Kijowski

Nowe Ogólne Specyfikacje
Techniczne (OST) dla betonu
i nawierzchni betonowych
Jan Deja
Stowarzyszenie Producentów Cementu
Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków
Piotr Kijowski
Stowarzyszenie Producentów Cementu
Toruń, 28-29 października 2014r.
Łączna długość betonowych odcinków autostrad
–
515km
Łączna długość betonowych odcinków dróg ekspresowych – 174km
RAZEM– 689km
S8 Polichno – Rawa Mazowiecka
96km
S6
GDAŃSK
S22
Koszalin
S3
Suwałki
Elbląg
A1
S6
OLSZTYN
S11
S8 Wrocław – Walichnowy
78km
S51
SZCZECIN
A6
S61
S19
S10
Piła
Łomża
BYDGOSZCZ
S3
BIAŁYSTOK
S7
TORUŃ
GORZÓW
WLKP.
S11
S19
S8
S5
A1
A2 Nowy Tomyśl – Świecko
106km
POZNAŃ
A2
Świecko
WARSZAWA
Konin
ZIELONA
GÓRA
Olszyna
A18 Golnice – Olszyna
71km
Siedlce
A2
A2
Leszno
S3
S11
Sieradz
S3
A4
A4
Kukuryki
S19
S8
WROCŁAW
S12
A1
S11
Chełm
LUBLIN
Piotrków
Trybunalski
S19
KIELCE
OPOLE
A4 Wrocław – Jędrzychowice
153km
S8
S14
S7
Radom
Legnica
S3
A2
S17
ŁÓDŹ
A18
Jędrzychowice
S2
Częstochowa
S74
S7
A4
A1
KRAKÓW A4
BielskoBiała
S1
S7
RZESZÓW
Tarnów
A4
Korczowa
Krosno
S69
Rabka
A1 Tuszyn – Pyrzowice
140km
S17
KATOWICE
Gorzyczki
A1 Stryków – Tuszyn
40km
Zamość
S19
A4 Korczowa
~5km
Niższe „whole life costs”
1400
AUTOSTRADY CZESKIE
1000
800
38,6%
Całkowity koszt CZK/m2
1200
600
400
200
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Lata eksploatacji nawierzchni
Nawierzchnia betonowa D23
Nawierzchnia asfaltowa D24
Źródło: Dyrekcja Dróg i Autostrad, Brno, Republika Czeska
Beton konstrukcyjny
Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki
Morskiej z dnia 30 maja 2000 roku w sprawie
warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać
drogowe obiekty inżynierskie
Bardzo szczegółowe rozporządzenie,
ograniczające rozwój technologii i nie
uwzględniające stanu wiedzy w zakresie
wykonywania obiektów drogowo-mostowych,
zwłaszcza dla betonu i cementu!
Beton konstrukcyjny
Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 roku w sprawie warunków
technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie
Wymagania dla CEMENTU
Wyłącznie cement portlandzki – CEM I
Niskoalkaliczny NA i siarczanoodporny HSR
C3S < 60%
C3A < 7%
C4AF + 2x C3A < 20%
Beton konstrukcyjny
Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 roku w sprawie warunków
technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie
Wymagania dla BETONU
B25 – cement 32,5 NA
B30, B35, B40 – cement 42,5 NA
B45 i większej – cement 52,5 NA
Nasiąkliwość < 4%
Mrozoodporność F150
Wodoszczeloność > W8
Beton konstrukcyjny
Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 roku w sprawie warunków
technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie
EFEKTY
Beton konstrukcyjny
Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 roku w sprawie warunków
technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie
Recepta mieszanki betonowej C40/50
Składniki
Ilość na 1 m3
[kg]
Cement CEM I 52,5N-HSR/NA
400
Woda
157
Piasek 0/2mm
670
Kruszywo 2/8mm
438
Kruszywo 8/16mm
679
Domieszki
5,52
napowietrzające i uplastyczniające
Beton konstrukcyjny
Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 roku w sprawie warunków
technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie
Właściwości betonu C40/50
Właściwości
Wartość
Wytrzymałość na ściskanie
fcm7
fcm28
Gęstość
Konsystencja
Zawartość powietrza
Mrozoodporność
Wodoszczelność
Nasiąkliwość
47,5 MPa
73,4 MPa
2349 kg/m3
12 cm, (po 1godz. 16min.)
5,2 %
F150
W8
4,1 %
Porównanie mieszanki i betonu w konstrukcji do prób technologicznych
 Konsystencja mieszanki betonowej, mierzona opadem stożka
wynosiła 18cm, a nawet przekraczała 25cm i była większa od
próbnych zarobów (12-16cm).
 Zawartość powietrza w mieszance wynosiła 3,5% - 3,9%, i była
mniejsza od próbnego napowietrzenia, które wynosiło 5,2%.
 Nasiąkliwość betonu była mniejsza o 9,7% w stosunku do prób
technologicznych, co jest wynikiem zwiększonej szczelności betonu
w konstrukcji.
 Nastąpił wzrost masy próbek betonu po badaniu mrozoodporności
o 0,95% do 1,63%.
Czas na zmiany!
Zespoły powołane przez GDDKiA
 ZESPÓŁ DO SPRAW ELEMENTÓW WYPOSAŻENIA I OCHRONY ŚRODOWISKA
 ZESPÓŁ DO SPRAW DIAGNOSTYKI NAWIERZCHNI
 ZESPÓŁ DO SPRAW ROBÓT MOSTOWYCH I OBIEKTÓW INŻYNIERSKICH
 ZESPÓŁ DO SPRAW PODBUDÓW ZWIĄZANYCH I NIEZWIĄZANYCH
 ZESPÓŁ DO SPRAW BETONU I NAWIERZCHNI BETONOWYCH
 ZESPÓŁ DO SPRAW PODŁOŻA GRUNTOWEGO I ROBÓT ZIEMNYCH
 ZESPÓŁ DO SPRAW PRZEBUDÓW, RENOWACJI I REHABILITACJI DRÓG
 ZESPÓŁ DO SPRAW ROBÓT PRZYGOTOWAWCZYCH, GEODEZYJNYCH I
ODWODNIENIOWYCH
 ZESPÓŁ DO SPRAW UTRZYMANIA DRÓG
 ZESPÓŁ DO SPRAW NAWIERZCHNI ASFALTOWYCH
 ZESPÓŁ DO SPRAW URZĄDZEŃ BEZPIECZEŃSTWA RUCHU
ZESPÓŁ DO SPRAW BETONU I NAWIERZCHNI BETONOWYCH
Ministerstwo Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej,
Instytut Badawczy Dróg i Mostów,
Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad,
Stowarzyszenie Producentów Cementu,
Stowarzyszenie Producentów Betonu Towarowego,
Stowarzyszenie Producentów Chemii Budowlanej,
Stowarzyszenie Producentów Betonów,
Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych,
Instytut TPA
Celem Zespołu było opracowanie
OGÓLNYCH SPECYFIKACJI TECHNICZNYCH dla:
 Betonu Konstrukcyjnego,
 Nawierzchni Betonowych,
 Prefabrykowanych Elementów Betonowych
(krawężniki, obrzeża, kostki itp.),
 Betonu Wałowanego
Równolegle zaktualizowany został
Katalog Typowych Konstrukcji Nawierzchni Sztywnych
Ważna jest jakość betonu
i jego trwałość!
Beton konstrukcyjny – CEMENT (zmiany)
Zastosowanie cementu uzależnione jest od elementu konstrukcyjnego!
Cement portlandzki CEM I , Na2Oeq <0,8 %
Cement portlandzki żużlowy CEM II/A-S , Na2Oeq < 0,8%
Cement portlandzki żużlowy CEM II/B-S , Na2Oeq < 0,9%
Elementy sprężone – CEM I
CEM I 42,5 do klas wyższych od C40/50
Elementy masywne – cement o niskim cieple hydratacji (LH)
i cement żużlowy CEM III/A (z wyłączeniem klasy ekspozycji XF4)
Elementy narażone na oddziaływanie środowiska w klasach ekspozycji XA2 i
XA3 oraz XD3, XS3:
- CEM I odporny na siarczany (SR)
lub
- cement o wysokiej odporności na siarczany (HSR) CEM III/A i CEM II/A,B-S,
(zgodny z normą PN-B-19707)
Beton konstrukcyjny – KRUSZYWO (zmiany)
Kruszywa zgodne z normą PN-EN 12620
Uziarnienie do 31,5mm
Reaktywność alkaliczno - krzemionkowa; stopień potencjalnej
reaktywności według PN-B-06714-46 „0”
W przypadku stwierdzenia, że badane kruszywo odpowiada 1 stopniowi
potencjalnej reaktywności alkalicznej należy wykonać badanie dodatkowe zgodnie
z PN-B-06714-34; dopuszczenie do zastosowania przy spełnieniu wymagania:
reaktywność alkaliczna z cementem nie wywołująca zwiększenia wymiarów
liniowych większych niż 0,1 %.
Beton konstrukcyjny – BETON (zmiany)
Wymagana zawartość powietrza w mieszance betonowej
Etap wykonywania badań
Wymiar kruszywa
D, [mm]
Projektowanie
składu mieszanki
betonowej, [%]
Zatwierdzanie
recepty, próba
technologiczna,
kontrola jakości
robót, [%]
16,0
4,5 ÷ 6,0
4,5 ÷ 6,5
22,4
4,0 ÷ 5,5
4,0 ÷ 6,0
31,5
4,0 ÷ 5,5
4,0 ÷ 6,0
Tolerancja
pomiarowa,
[%]
- 0,5
+1,0
TRWAŁOŚĆ
NAWIERZCHNI BETONOWYCH
 Zimowe utrzymanie przy stosowaniu
chemicznych środków odladzjących
Beton konstrukcyjny – BETON (zmiany)
Badanie mrozoodporności uzależnione od rodzaju cementu
Rodzaj cementu
CEM I (R), CEM II/A-S (R)
Czas równoważny [dni]
28 dni
CEM I (N), CEM II/A-S (N)
56 dni
CEM II/B-S (N, R)
CEM III/A
90 dni
Nawierzchnia betonowa
Wymagania dla CEMENTU
Nawierzchnie Betonowe – CEMENT (zmiany)
Rodzaje nawierzchni
Nawierzchnia betonowa
z odkrytym kruszywem
w górnej warstwie
Rodzaj cementu
cement portlandzki CEM I:
32,5 R lub N
42,5 R lub N
Wymagania specjalne
Kategorie ruchu
właściwa ilość wody 28,0%
wytrzymałość po 2 dniach 29,0 MPa
początek wiązania 120 minut
zawartość alkaliów Na2Oeq
0,80
KR5÷KR7
Cement portlandzki żużlowy
zawartość alkaliów Na2Oeq
CEM II/A-S
0,80
cement portlandzki żużlowy
CEM II/B-S
zawartość alkaliów Na2Oeq
0,90
zawartość alkaliów Na2Oeq
0,80
nawierzchnia betonowa
cement portlandzki CEM I:
do wczesnego
32,5 R lub N
obciążenia ruchem
42,5 R lub N
52,5 R lub N
KR1÷KR7
Nawierzchnie Betonowe – CEMENT cd. (zmiany)
Rodzaje nawierzchni
Rodzaj cementu
Wymagania specjalne
właściwa ilość wody
28,0%
wytrzym. po 2 dniach
cement portlandzki CEM I 32,5
Kategorie ruchu
29,0 MPa
stopień zmielenia
3500 cm2/g
typowa
początek wiązania
120 minut
nawierzchnia
zawartość alkaliów Na2Oeq
0,80
betonowa:
- dolne warstwy
nawierzchni;
- nawierzchnie
dwuwarstwowe
z tej samej
mieszanki;
KR1 ÷ KR7
Cement portlandzki CEM I 42,5
Cement portlandzki żużlowy CEM II/A-S
KR1 ÷ KR7
zawartość alkaliów Na2Oeq
0,80
KR1 ÷ KR7
KR1 ÷ KR3
Cement portlandzki wapienny CEM II/A-LL
Cement portlandzki popiołowy CEM II/A-V
zawartość alkaliów Na2Oeq
1,20
KR1 ÷ KR3
Cement portlandzki żużlowy CEM II/B-S
zawartość alkaliów Na2Oeq
0,90
KR1 ÷ KR7
Cem. portlandzki wieloskładnikowy CEM II/A-M (S-V)
zawartość alkaliów Na2Oeq
1,20
KR1 ÷ KR3
Cem. portlandzki wieloskładnikowy CEM II/A-M (S-LL) zawartość alkaliów Na2Oeq
0,80
KR1 ÷ KR4
zawartość alkaliów Na2Oeq
1,05
KR1 ÷ KR4
-nawierzchnie
jednowarstwowe
Cement hutniczy CEM III/A
Nawierzchnie Betonowe – KRUSZYWO (zmiany)
Kruszywa zgodne z normą PN-EN 12620
Reaktywność alkaliczno - krzemionkowa; stopień potencjalnej
reaktywności według PN-B-06714-46 „0”
W przypadku stwierdzenia, że badane kruszywo odpowiada 1 stopniowi potencjalnej
reaktywności alkalicznej należy wykonać badanie dodatkowe zgodnie z PN-B-06714-34;
dopuszczenie do zastosowania przy spełnieniu wymagania: reaktywność alkaliczna z
cementem nie wywołująca zwiększenia wymiarów liniowych większych niż 0,1 %.
Przeznaczenie betonu
Właściwości kruszywa
Odporność na polerowanie
wg PN-EN 1097-8
Nawierzchnia
jednowarstwowa (JWN)
KR1÷KR2
PSV
Deklarowana
( nie mniej niż 48)
Górna warstwa
nawierzchni (GWN),
Naw. jednowarstw. (JWN)
KR3÷KR4
Górna warstwa
nawierzchni z odkrytym
kruszywem (GWN)
KR 5÷KR7
PSV50
PSV
Deklarowana
( nie mniej niż 53)
Nawierzchnie Betonowe – BETON (zmiany)
Właściwości projektowanego betonu nawierzchniowego
Wymagania
Gęstość, tolerancja w stosunku do betonu wg zatwierdzonej recepty
± 3,0 %
Klasa wytrzymałości na ściskanie wg PN-EN 206-1, nie niższa niż:
- dla kategorii ruchu KR1÷KR4
C30/37
- dla kategorii ruchu KR5÷KR7
C35/45
(2)
Wytrzymałość betonu na zginanie w 28dniu
twardnienia (średnia z trzech próbek),nie
niższa niż:
- dla kategorii ruchu KR1÷KR4
4,0
- dla kategorii ruchu KR5÷KR7
5,5
(2)
Wytrzymałość betonu na rozciąganie przy rozłupywaniu w 28 dniu
twardnienia
(średnia z trzech próbek sześciennych) , nie niższa niż:
- dla kategorii ruchu KR1÷KR4
2,5
- dla kategorii ruchu KR5÷KR7
3,5
Kategoria mrozoodporności wg PN-EN 13877-2 (dla GWN oraz JWN), nie niższa niż:
- dla betonów w klasie ekspozycji XF3
FT1
- dla betonów w klasie ekspozycji XF4
FT2
Metoda badania
PN-EN 12390-7
PN-EN 12390-3
PN-EN 12390-5
PN-EN 12390-6
PKN-CEN/TS EN
12390-9
1,5
PN-EN 480-11
Odporność na wnikanie benzyny i oleju
Mrozoodporność F150, przy badaniu metodą bezpośrednią (dla DWN)
- ubytek masy próbki, nie więcej niż, %
- spadek wytrzymałości na ściskanie, nie więcej niż, %
0,250
0,200
30 mm
5
20
PN-EN 13877-2 Zał. B
PN-B-06250
Nawierzchnie Betonowe – BETON (zmiany)
Beton przeznaczony do wbudowania w nawierzchnię,
powinien odpowiadać klasie ekspozycji:
 XF3 w przypadku braku stosowania chemicznych środków
zimowego utrzymania dróg,
 XF4 w przypadku stosowania chemicznych środków zimowego
utrzymania dróg
Nawierzchnie Betonowe – BETON (zmiany)
Wymagana zawartość powietrza w mieszance betonowej
Etap wykonywania badań
Maksymalny wymiar
ziaren kruszywa
Projektowanie składu
mieszanki betonowej
Zatwierdzanie recepty,
próba technologiczna,
kontrola jakości robót
% objętości
% objętości
8,0;
5,0 ÷ 6,5
5,0 ÷ 7,0
16,0; 22,4;
4,5 ÷ 6,0
4,5 ÷ 6,5
31,5;
4,0 ÷ 5,5
5,0 ÷ 6,5
mm
Tolerancja
pomiarowa
% objętości
- 0,5
+1,0
http://www.gddkia.gov.pl
Wzorcowe Dokumenty
Kontraktowe (WDK)
dla systemów
"Projektuj i buduj"
i "Utrzymaj standard"
Austria – autostrada Wiedeń-Mikulov
Dziękuję za uwagę …