Parcie mieszanki betonowej na deskowanie

Parcie mieszanki betonowej na deskowanie

Politechnika Białostocka
Parcie mieszanki betonowej na
deskowanie
Edyta Pawluczuk
Katedra Materiałów, Technologii i Organizacji Budownictwa
Studia niestacjonarne II stopnia, 2014r.
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
Parcie mieszanki betonowej na deskowanie
Czynniki wpływające na parcie
Podczas formowania ścian, słupów, belek i stropów technologią
betonowego budownictwa monolitycznego istotną siłą działającą na
deskowanie jest parcie mieszanki betonowej.
Wartość parcia [kN/m2] decyduje o:
• doborze deskowań,
• rozstawie ściągów,
• technologii betonowania,
• organizacji i terminie rozformowania.
Dążenie
do
skracania
czasów
betonowania i związany z tym wzrost
wydajności pomp spowodowały istotny
wzrost szybkości wypełniania i
wysokości słupa mieszanki betonowej
w deskowaniach.
Rys. Rozdzielacze do betonu,
www.monolityczne.com.pl
Edyta Pawluczuk
2
Edyta Pawluczuk
3
Charakterystyka
świeżej
mieszanki
- receptura mieszanki,
- dodatki do betonu,
- uziarnienie kruszywa i
kształt ziaren,
- rodzaj zastosowanego
cementu,
Charakterystyka
deskowania
- szczelność (nieszczelność
powłok deskowania
wywierająca wpływ na
ciśnienie wody w porach),
- przekrój poprzeczny
betonowanego elementu
Warunki
układania
mieszanki
betonowej
- wzrost obciążenia w
- sposób wibrowania
obszarze podawania,
(wgłębny lub przyczepny),
- warunki powietrzno- szybkość układania
wilgotnościowe,
(szybkość podnoszenia się
- sposób i ciągłość układania,
słupa świeżej mieszanki
- głębokość wibrowania,
betonowej).
Edyta Pawluczuk
- temperatura mieszanki,
- ciężar objętościowy
mieszanki,
- konsystencja.
- nachylenie deskowania,
- gładkość powierzchni
roboczych deskowania,
- sztywność deskowania.
4
Parcie mieszanki betonowej na deskowanie
Parcie mieszanki betonowej na deskowanie
Metody ustalania parcia pb [kN/m2]:
Do głębokości wibrowania HR + 0,2 m,
czyli w strefie działania wibratora,
panuje parcie hydrostatyczne.
wg DIN 18218 (Niemcy)
wg Report CIRIA 108 (Wielka Brytania)
wg ACI 347R (USA)
wg CIB-FIB-CEB (Francja)
Parcie rośnie liniowo dopóki mieszanka
ma postać cieczy gdy rozpoczyna się
wiązanie
wykres
ma
charakter
prostokątny.
Podczas
szybkiego
betonowania małych powierzchni parcie
jest stałe.
Rys. Deskowanie dźwigarkowe
ścian, źródło: materiały PERI
Rys. Wykresy parcia mieszanki betonowej, J. Szwabowski, Metody zagęszczania betonu…, 2002
Edyta Pawluczuk
5
6
Edyta Pawluczuk
Parcie mieszanki betonowej wg DIN 18 218
Parcie mieszanki betonowej na deskowanie
(Pressure of fresh concrete on vertical formwork)
Założenia normowe do określenia wielkości parcia:
Obciążenie deskowań bocznym parciem zależy głównie od :
prędkości betonowania
klasy konsystencji
metody zagęszczania
temperatury mieszanki betonowej (Tc = +15 oC)
Ciężar właściwy mieszanki: γ = 25 kN /m3
Czas końca wiązania najpóźniej po: 5 h
Temperatura mieszanki : Tc = +15 0C
Zagęszczanie wibratorem wgłębnym
Deskowania pionowe szczelne
/i odchylone od pionu o kąt do 50/
Oznaczenia:
pb - parcie mieszanki betonowej, [kN/m2]
hs - wysokość parcia hydrostatycznego, [ m ]
hd - wysokość deskowania, [ m ]
Rys.
Siłomierz
puszkowy
mierzący obciążenie kotew,
źródło: materiały reklamowe
Palisander
Edyta Pawluczuk
7
Edyta Pawluczuk
h
h < hsS
hd
5 vb
ppb
b
8
Parcie mieszanki betonowej wg DIN 18 218
Wykres parcia pb
i wysokość parcia hydrostatycznego hs
w zależności od:
prędkości betonowania Vb
konsystencji mieszanki
hs
pb kN/m2
Wpływ konsystencji na pb- wg DIN 18218
Konsystencja:
Ciekła,SCC
Półciekła
Gęstoplast.
- - - Słupy
___ Ściany
Edyta Pawluczuk
-
Sprawdzić:
pb < dop.pb dla systemu
-
-
- konsystencja gęstoplastyczna
pb = 10 Vb + 19
- konsystencja plastyczna
pb = 14 Vb + 18
- konsystencja półciekła
pb = 17 Vb + 17
- konsystencja ciekła
pb
Vb - prędkość betonowania m/h
Edyta Pawluczuk
10
Zagęszczanie mieszanki wg DIN 18 218
Wibracja wewnętrzna:
Głębokość zanurzenia wibratora hr:
hr < hs
Wibrator wgłębny
- Buława
Edyta Pawluczuk
Oznaczenie klas/ PN-EN 206-1
metoda rozpływu:
a - średnica rozpływu w mm
v – stopień zagęszczalności
pb = 5 Vb + 21
9
Prędkość betonowania Vb , m/h
Zaplanować i kontrolować na budowie:
przyrost wysokości warstwy (m) formowanej w czasie jednej
godziny (h)
Ustalić:
czas betonowania H
Określić:
prędkość betonowania Vb, m/h
Odczytać z wykresu parcia:
wartość pb i wysokość hs
gęstoplastyczna / C1............... v >1,20
plastyczna / F2 .....a = 350 - 410 mm
półciekła / F3.........a = 420 - 480 mm
ciekła / F4..............a = 490 - 600 mm
Wzory do określenia wartości parcia w funkcji V b i konsystencji
Plastyczna
Vb m / h
Klasy konsystencji :
11
Edyta Pawluczuk
hs – wysokość parcia
hydrostatycznego, do
odczytu z wykresu
dla zakładanej prędkości
betonowania Vb i
konsystencji mieszanki
np...... dla Vb = 4 m/h
i konsystencji półciekłej:
hs = 3,0 m
- Grubość warstwy
12
Zagęszczanie mieszanki wg DIN 18 218
Zagęszczanie mieszanki betonowej
Warunki zagęszczania wewnętrznego:
Wibracja zewnętrzna:
Przy stosowaniu
wibratorów
mocowanych do płyt deskowań od
zewnątrz,
parcie
mieszanki
betonowej należy traktować jako
hydrostatyczne na całej wysokości
Przy zwiększeniu głębokości
zanurzenia buławy wibratora
hr > hs
parcie mieszanki betonowej należy
traktować jako hydrostatyczne na
głębokości hr
pb = hd x
γ [kN/m2 ]
pb = 25 x hr
γ = 25kN/m3
Edyta Pawluczuk
Parcie mieszanki betonowej wg DIN 18 218
Wg DIN 18218 - boczne parcie na deskowanie
wzrasta o 3% na 10 C obniżenia temperatury
hS
obniżeniu temperatury mieszanki i
temperatury zewnętrznej
hS'
15°C
Tc i TE < 15oC
14
Wpływ obniżonej temperatury na parcie pb
Parcie mieszanki wzrasta przy:
stosowaniu mieszanki
samozagęszczalnej SCC
Temperatura mieszanki betonowej TC
TC < 15°C
pb‘ = pb + ∆p
∆p = pb × (15°C – TC) × 0.03
Temperatura zewnętrzna TE
TE < 15°C
pb‘ = pb + ∆p
∆p = pb × (15°C – TE) × 0.03
pb
stosowaniu opóźniaczy wiązania
lub cementu hutniczego
Edyta Pawluczuk
13
pb'
Wysokość parcia hydrostatycznego, m:
hS‘ = pb‘ / γ
Edyta Pawluczuk
15
Edyta Pawluczuk
16
Wpływ podwyższonej temperatury na parcie pb
Wpływ dodatków opóźniających wiązanie na pb
Wg DIN 18218 chemia wpływa na wzrost parcia mieszanki
betonowej i wysokość hs :
Wg DIN 18218 przy wzroście temperatury TC
boczne parcie na deskowanie maleje o 3% / 10C
pb‘ = pb × współczynnik
Redukcja parcia mieszanki:
h S'
TC > 15°C
hS
Klasa konsystencji
pb‘ = pb – ∆p
∆p = pb × (TC – 15°C) × 0.03
15°C
Warunek:
∆p < pb × 0.3
p b'
17
Edyta Pawluczuk
Dop. parcie pb wybranych deskowań ściennych
L.p.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
NOEtop 2000
NOEmega
PERI Trio
PERI Maximo
DokaFramax Xlife
MevaMammut 350
UlmaOrma
PASCHAL Althed
HARSCO Manto
RINGER Master
ALTRAD Mostostal
MIDIBOX Plus
Wymiary:
wysokość
x szerokość
[cm]
Powierzchnia
[m2]
Ciężar
[kN]
Dop. parcie
mieszanki
betonowej
[kN/m2]
265 x 530
300 x 240
330 x 240
330 x 240
330 x 270
350 x 250
330 x 240
280 x 250
270 x 480
270 x 240
14,04
7,20
7,92
7,92
8,91
8,75
7,92
7,00
12,96
6,48
7,60
4,60
3,98
4,08
5,14
5,81
4,10
4,60
8,09
3,85
88
100
83
81
80
100
80
92
80
80
300 x 240
7,20
3,48
80
Edyta Pawluczuk
plastyczna
F2 *
półciekła
F3 *
ciekła,SCC
F4 *
hS'
Opóźnienie wiazania
5 godz.
15 godz.
1.15
1.45
1.25
1.80
1.40
2.15
pb
hS‘ = pb‘ / γ
pb'
Edyta Pawluczuk
18
Parcie mieszanki - podsumowanie
Tab. Parametry podstawowych płyt w wybranych systemach deskowań wielkowymiarowych
Nazwa systemu
C1 *
*/ oznaczenie klas
konsystencji wg
PN-EN 206-1
pb
Wysokość hS‘ = pb‘ / γ
gęstoplast.
hS
• Przy betonowaniu elementów o małym przekroju deskowanie jest narażone na
proporcjonalnie większą energię pochodzącą od działania wibratora.
• Stosowanie domieszek opóźniających wiązanie mieszanki betonowej powoduje
zwiększenie parcia bocznego.
• Wzrost temperatury świeżej mieszanki wpływa na zmniejszenie parcia bocznego ze
względu na przyśpieszanie procesów wiązania.
• Zależność parcia bocznego od ciężaru objętościowego mieszanki betonowej jest
oczywista (przy betonowaniu pod wodą ciężar ten należy skorygować wg zależności:
G1 = G - 9,81 [kN/m3]
Na ogół G przyjmuje się równe 25 kN/m3 wtedy można przyjąć w przybliżeniu
G1 = 16 kN/m3).
• Prędkość narastania słupa świeżej mieszanki wpływa bardzo istotnie na parcie
boczne.
• Wibrowanie wpływa na parcie boczne (parcie hydrostatyczne)
19
Edyta Pawluczuk
20
Pielęgnacja betonu – def.
Pielęgnacja betonu
- zabiegi podejmowane od chwili
ułożenia i zagęszczenia mieszanki betonowej, mające na celu
zapewnienie prawidłowego przebiegu procesów hydratacji
cementu i w efekcie uzyskanie w określonym czasie betonu o
wymaganych właściwościach.
Pielęgnacja betonu
Zabiegi te obejmują:
• utrzymanie odpowiedniej temperatury i wilgotności
betonu
• ochronę betonu przed szkodliwymi oddziaływaniami,
takimi jak np. czynniki atmosferyczne.
21
Edyta Pawluczuk
Cele pielęgnacji i ochrony betonu
Wg PN-EN
betonowych":
13670:2011
"Wykonywanie
22
Edyta Pawluczuk
Klasy pielęgnacji betonu wg PN-EN 13670:2011
konstrukcji
Czas trwania pielęgnacji zależy od rozwoju właściwości betonu
w strefie powierzchniowej
minimalizacja skurczu plastycznego
Kryterium
zapewnienie odpowiedniej wytrzymałości powierzchniowej
1
2
3
4
Czas (godziny)
12a)
NA
NA
NA
Procent wymaganej
wytrzymałości
charakterystycznej na ściskanie
po 28 dniach
Nie
stosuje
się (NA)
35%
50%
70%
zapewnienie odpowiedniej trwałości strefy powierzchniowej
ochrona przed szkodliwymi warunkami atmosferycznymi
ochrona przed zamarzaniem
ochrona przed szkodliwymi drganiami, uderzeniami lub
uszkodzeniami
Klasa pielęgnacji
a) Pod warunkiem, że wiązanie nie trwa dłużej niż 5h, a temperatura powierzchni
betonu jest równa 50C lub wyższa
Edyta Pawluczuk
23
Edyta Pawluczuk
24
Minimalny okres pielęgnacji betonu
Temperatura
powierzchni
betonu
t, ºC
Minimalny okres pielęgnacji betonu
Minimalny okres pielęgnacji betonu (w dniach) a
w zależności od wartości r = fcm2/fcm28,
tzn. szybkości rozwoju wytrzymałości na ściskanie c, d
Temperatura
powierzchni
betonu
t, ºC
Klasa pielęgnacji 2
(35% wytrzymałości char. na ściskanie po 28 dniach)
rozwój szybki
r ≥ 0,50
rozwój średni
0,50 > r ≥ 0,30
rozwój wolny
0,30 > r ≥ 0,15
t ≥ 25
1
1,5
2,5
25>t ≥ 15
1
2,5
5
15>t ≥ 10
1,5
4
8
10>t ≥ 5 b
2
5
11
c
d
b
Przy temperaturze poniżej 5 ºC czas pielęgnacji powinien być wydłużony o czas, w którym temperatura jest
poniżej 5 ºC.
Rozwój wytrzymałości betonu jest mierzony stosunkiem średniej wytrzymałości na ściskanie po 2 dniach od
średniej wytrzymałości na ściskanie po 28 dniach, wyznaczonych w badaniach wstępnych lub na podstawie
znanych właściwości betonu o porównywalnym składzie (patrz PN-EN 206-1).
W przypadku bardzo powolnego rozwoju wytrzymałości betonu zaleca się, aby szczególne wymagania były
podane w specyfikacji wykonawczej.
25
Edyta Pawluczuk
Minimalny okres pielęgnacji betonu
Temperatura
powierzchni
betonu
t, ºC
c
d
rozwój szybki
r ≥ 0,50
rozwój średni
0,50 > r ≥ 0,30
rozwój wolny
0,30 > r ≥ 0,15
1,5
2,5
3,5
25>t ≥ 15
2
4
7
15>t ≥ 10
2,5
7
12
10>t ≥ 5 b
3,5
9
18
c
d
Przy temperaturze poniżej 5 ºC czas pielęgnacji powinien być wydłużony o czas, w którym temperatura jest
poniżej 5 ºC.
Rozwój wytrzymałości betonu jest mierzony stosunkiem średniej wytrzymałości na ściskanie po 2 dniach od
średniej wytrzymałości na ściskanie po 28 dniach, wyznaczonych w badaniach wstępnych lub na podstawie
znanych właściwości betonu o porównywalnym składzie (patrz PN-EN 206-1).
W przypadku bardzo powolnego rozwoju wytrzymałości betonu zaleca się, aby szczególne wymagania były
podane w specyfikacji wykonawczej.
Edyta Pawluczuk
26
Klasy pielęgnacji betonu
Minimalny okres pielęgnacji betonu (w dniach) a
Wybór klasy pielęgnacji zależy od:
Klasa pielęgnacji 4
(70% wytrzymałości char. na ściskanie po 28 dniach)
rozwój szybki
r ≥ 0,50
rozwój średni
0,50 > r ≥ 0,30
rozwój wolny
0,30 > r ≥ 0,15
t ≥ 25
3
5
6
25>t ≥ 15
5
9
12
15>t ≥ 10
7
13
21
10>t ≥ 5 b
9
18
30
a Plus każdy okres wiązania przekraczający 5 h.
b
Klasa pielęgnacji 3
(50% wytrzymałości char. na ściskanie po 28 dniach)
a Plus każdy okres wiązania przekraczający 5 h.
a Plus każdy okres wiązania przekraczający 5 h.
b
t ≥ 25
Minimalny okres pielęgnacji betonu (w dniach) a
w zależności od wartości r = fcm2/fcm28
klasy ekspozycji
składu betonu
otuliny zbrojenia
warunków klimatycznych
wymiarów elementu
Przy temperaturze poniżej 5 ºC czas pielęgnacji powinien być wydłużony o czas, w którym temperatura jest
poniżej 5 ºC.
Rozwój wytrzymałości betonu jest mierzony stosunkiem średniej wytrzymałości na ściskanie po 2 dniach od
średniej wytrzymałości na ściskanie po 28 dniach, wyznaczonych w badaniach wstępnych lub na podstawie
znanych właściwości betonu o porównywalnym składzie (patrz PN-EN 206-1).
W przypadku bardzo powolnego rozwoju wytrzymałości betonu zaleca się, aby szczególne wymagania były
podane w specyfikacji wykonawczej.
Edyta Pawluczuk
27
Edyta Pawluczuk
28
Wpływ warunków pielęgnacji na wytrzymałość betonu na ściskanie
Warunki dojrzewania betonu
Rodzaje warunków dojrzewania betonu:
• warunki naturalne, gdy średnia temperatura dobowa nie
jest niższa niż +10°C,
• warunki obniżonej temperatury, gdy średnia temperatura
dobowa wynosi od +5 do +10°C,
• warunki zimowe, gdy średnia dobowa temperatura jest
niższa od +5°C.
Rys. Wpływ braku pielęgnacji na rozwój wytrzymałości betonu (Jamroży):
1 – ciągłe dojrzewanie w silnej wilgoci
2 – natychmiast po wykonaniu pozostawione w warunkach powietrzno-suchych
3 – po 2 dniach wilgotnej pielęgnacji przełożone do warunków powietrzno-suchych
4 – po 7 dniach wilgotnej pielęgnacji przełożone do warunków powietrzno-suchych
Średnia temperatura dobowa (tśr):
tśr = (t7+t13+2*t21)/4
29
Edyta Pawluczuk
30
Edyta Pawluczuk
Pielęgnacja betonu - metody
Pielęgnacja betonu w okresie letnim
Pielęgnacja betonu
Pielęgnacja betonu w okresie letnim (kwiecień-październik) pielęgnacja wilgotnościowa, ma na celu zapobieganie
Metoda zachowania
wilgoci własnej
Metoda mokra
utraty wody z betonu na skutek parowania z jego
powierzchni, a także dostarczanie wody do betonu
niezbędnej do hydratacji cementu
kontynuowania
hydratacji
jest
(warunkiem koniecznym dla
zachowanie
wilgotności
względnej
wewnątrz betonu wynoszącej min. 80%).
Nawilżanie przez
utrzymywanie
elementu pod wodą
Nawilżanie przez
zraszanie
Nawilżanie przez
przykrycie
mokrą tkaniną
Pokrycie betonu
folią
polietylenową
Pokrycie betonu
preparatem
powłokotwórczym
Rys. Podział metod pielęgnacji betonu wg Z. Orłowski, 2010r.
Edyta Pawluczuk
31
Edyta Pawluczuk
32
Pielęgnacja mokra
Pielęgnacja przez przykrywanie mokrą tkaniną
ww.zbm.home.pl, budowa A1
Pielęgnacja mokra - polega na doprowadzeniu do
powierzchni betonu wody, która może być wchłonięta
przez beton.
Do podstawowych sposobów pielęgnacji mokrej zalicza się:
stałe bądź okresowe zraszanie powierzchni betonu wodą,
przykrywanie powierzchni betonu mokrą tkaniną: jutową,
konopną, bawełnianą, geowłókniną
Zabezpieczenie betonu
włókniną polewaną wodą
G. Bajorek, BTA, 2006r.
Edyta Pawluczuk
33
Pielęgnacja przy zachowaniu wilgoci własnej
Intensywność parowania wody z betonu
Metoda ta, zwana także metodą bariery wodnej, polega
na zapobieganiu ubytkowi wody z powierzchni betonu
bez wprowadzania wody z zewnątrz.
Przykład:
Dla następujących warunków
otoczenia:
- temperatura powietrza = 20°C
- wilgotność względna powietrza
= 50%
- temperatura betonu =20°C
- szybkość wiatru = 20 km/h
z 1 m2 ułożonego betonu
odparowuje 0,6l wody w czasie 1
godziny.
Pielęgnowaną tą metodą powierzchnię betonu pokrywa
się:
folią z tworzywa sztucznego,
papierem wzmocnionym lepiszczem
bitumicznym,
preparatami błonkotwórczymi.
Edyta Pawluczuk
34
Edyta Pawluczuk
35
Rys.
Zależność
intensywności
parowania wody z betonu od
warunków zewnętrznych
Edyta Pawluczuk
36
Pielęgnacja przy zastosowaniu powłoki
Pielęgnacja przy zastosowaniu powłoki
pielęgnacja betonu - preparat do
pielęgnacji i ochrony powierzchniowej,
www.skyscrapercity.com
Preparaty
naniesione na powierzchnię młodego betonu
tworzą ciągły film zamykając ją, co znacząco minimalizuje
odparowanie wody.
Podstawową zaletą tego sposobu pielęgnacji jest łatwość
aplikacji na dużych powierzchniach.
Stosowane w konstrukcjach nawierzchni drogowych,
lotniskowych jak również posadzek przemysłowych.
Zabezpieczenie płyty
posadzkowej preparatem
powłokowym, BTA, G. Bajorek,
2007r.
Edyta Pawluczuk
37
38
Temperatura krytyczna
Obniżone temperatury w pielęgnacji betonu
+ 10 °C temperatura, poniżej której spowolnieniu ulegają
wiązanie i twardnienie betonu
Średnia temperatura dobowa
Edyta Pawluczuk
+ 5 °C temperatura, poniżej której trzeba chronić beton i
mieszankę betonową przed utratą ciepła
Temperatura krytyczna – temperatura, przy której zamarza w
betonie około 50% wody wolnej (od -1°C do -3°C, w
zależności od ilości soli rozpuszczonych w wodzie wolnej w
wyniku hydratacji cementu).
- 1 °C temperatura, poniżej której zaczyna się szkodliwe
oddziaływanie zamarzającej wody
Poniżej tej temperatury następuje niemal zupełne zahamowanie
procesu wiązania oraz powstanie naprężeń wewnętrznych w
wyniku zwiększenia objętości wody przechodzącej w lód
- 10 °C temperatura, do której można wykonywać roboty
betonowe
Można dopuścić do zamarznięcia betonu bez większej szkody w
momencie uzyskania odporności na zamrożenie (wytrzymałość
bezpieczna):
- 15 °C temperatura w której główną rolę zaczynają
odgrywać problemy technologiczne
Edyta Pawluczuk
39
o 5 MPa przy cemencie portlandzkim,
o 10 MPa przy innym cemencie.
Edyta Pawluczuk
40
Zamrożenie betonu w okresie dojrzewania
Zamrożenie betonu w okresie dojrzewania
Trzy niebezpieczne okresy wczesnego dojrzewania
betonu:
1. Okres przed rozpoczęciem wiązania
(zamarznięta woda zarobowa,
brak wody potrzebnej do przebiegu prawidłowych reakcji chemicznych, opóźnienie
bądź zatrzymania procesu hydratacji; formujący się lód nie powoduje rozrywania
mikrostruktury zaczynu cementowego ale po odmrożeniu w mieszance obserwuje
się dodatkowe pory – ponownie zawibrować – nieznaczny spadek wytrzymałości
betonu)
2. Czas pomiędzy początkiem a końcem wiązania (tworzenie
kryształków lodu powodujące zniszczenie nowych wiązań zaczynu – świeżych
produktów hydratacji cementu. Im później nastąpi zakłócenie wiązania cementu, to
szkodliwość lodu będzie większa)
3. Okres od zakończenia wiązania do uzyskania tzw.
wytrzymałości bezpiecznej (w betonie jest jeszcze dużo wolnej wody,
która przy zamrożeniu może stanowić przyczynę niszczenia mikrostruktury betonu,
powodując nieodwracalny spadek wytrzymałości betonu)
Rys. 1. Wpływ zamrożenia betonu w okresie dojrzewania na końcową wytrzymałość betonu
[źródło: Magazine of Concrete Research, 1993]: punkt 1 – czas początku wiązania, punkt 2 –
czas końca wiązania, punkt 3 – czas uzyskania przez beton odporności na zamrożenie
41
Edyta Pawluczuk
Metody pielęgnacji w okresie zimowym
Edyta Pawluczuk
42
Modyfikacja składu mieszanki betonowej
Pielęgnacja
betonu
cement o wysokim cieple hydratacji i wysokiej
wytrzymałości wczesnej, zwiększenie ilości cementu,
rozmrożenie kruszywa przed użyciem
mieszanki o w/c < 0,5
Metoda
cieplaków
Modyfikacja składu
mieszanki
betonowej
Metoda
zachowania
ciepła
zastosowanie
domieszek:
plastyfikujących
lub
upłynniających; przyspieszających wiązanie i twardnienie
oraz przeciwmrozowych
Metoda
podgrzewania
stosowanie tzw. ciepłej mieszanki (do 350C)
Rys. Metody pielęgnacji betonu w okresie zimowym
Pielęgnacja mokra betonu – niedopuszczalna!
Edyta Pawluczuk
43
Edyta Pawluczuk
44
Metoda zachowania ciepła
Pielęgnacja przy zastosowaniu osłon
Rys. Budowa drogi ekspresowej S17
Warszawa-Lublin
www.s17lublin.pl/informacje-ogolne
Polega na takiej ochronie betonu przed utratą ciepła, aby w
momencie ostygnięcia do 0OC beton uzyskał założoną,
konieczną w tym momencie wytrzymałość (odporność na
zamrożenie, rozdeskowanie, dalsze prowadzenie robót).
Bilans cieplny:
Ilość ciepła w mieszance betonowej
=
Straty ciepła
Osłony izolacyjne: maty słomiane, płyty pilśniowe, styropian,
papa, folie z tworzywa sztucznego, specjalne koce z
brezentu i wełny mineralnej
Edyta Pawluczuk
Osłona dobetonowanej
części fundamentu, BTA, G. Bajorek,
2007r.
45
Pielęgnacja przy zastosowaniu osłon
Edyta Pawluczuk
46
Metoda podgrzewania betonu
Nagrzewanie w temperaturach:
podwyższonych (20-40oC)
wysokich (60-80oC), elektronagrzew.
Medium grzewczym może być: ciepłe powietrze, para wodna, energia
elektryczna, promieniowanie podczerwone
Rys. Przekroje mat grzejnych:
1 – brezent, 2 – izolacja termiczna,
3 – izolacja przeciwwilgociowa,
4 – przewody elektryczne grzejne;
Jamroży, 2006
Rys. Betonowanie zimą, Inżynier Budownictwa, G. Bajorek, 2012r.
Edyta Pawluczuk
47
Edyta Pawluczuk
48
Dostarczanie ciepła do betonu
Może odbywać się poprzez:
- powierzchnię betonu
- od wewnątrz poprzez
bezpośrednio w betonie.
Metoda cieplaków
Cieplaki
instalacje
umieszczone
to prowizoryczne budowle, które przykrywają wykonywane
konstrukcje betonowe i stanowią dla nich osłonę izolującą od
niekorzystnego oddziaływania środowiska zewnętrznego. W
cieplakach utrzymuje się wyższą temperaturę w porównaniu do
otoczenia.
Mogą być: w całości drewniane, z lekkiej osłony na ruszcie drewnianym lub
stalowym, powłokowe pneumatyczne
Metody dostarczania ciepła do betonu:
• z wykorzystaniem prądu elektrycznego,
• ogrzewane deskowania,
• urządzenia wykorzystujące promieniowanie podczerwone
(promienniki podczerwieni dają silne nagrzanie powierzchni betonu, a
ciepło nie przenika zbyt głęboko w beton; powoduje to często
powstawanie rys powierzchniowych)
Rys. Betonowanie zimą, źródło: www.obwodnica-wroclawia.pl
Edyta Pawluczuk
49
Edyta Pawluczuk
50
Błędy w wykonawstwie
Temperatura dojrzewania betonu
Ograniczenie początkowej temperatury dojrzewania przekłada się
na większą wytrzymałość w dłuższej perspektywie czasu i bardziej
szczelną strukturę betonu
Rys. Zbyt wczesne rozszalowanie elementu, źródło: Uniwersytet betonu grupy Górażdże
Edyta Pawluczuk
51
Edyta Pawluczuk
52
Błędy w wykonawstwie
Błędy w wykonawstwie
Rys. Zbyt wczesne rozszalowanie i obciążenie elementu; zbyt wczesne
obciążenie stropu (konstrukcja podpór pod szalunki kolejnego stropu) oraz
szybki postęp prac na budowie spowodował spękanie oraz utratę
szczelności płyty stropowej od dołu, źródło: Uniwersytet betonu grupy
Górażdże
Rys. Brak pielęgnacji – widoczne pylenie, typowe uszkodzenie betonu
posadzkowego, źródło: Uniwersytet betonu grupy Górażdże
Edyta Pawluczuk
53
Błędy w wykonawstwie
Edyta Pawluczuk
54
Spękania po „szoku termicznym”
32oC
6oC
42oC
Rys. Skutki niewłaściwej pielęgnacji betonu, źródło: Uniwersytet betonu grupy Górażdże
Rys. Niewłaściwa pielęgnacja betonu, źródło: Uniwersytet betonu grupy Górażdże
Edyta Pawluczuk
55
Edyta Pawluczuk
56
Przemrożenie betonu
Katastrofa w wyniku przemrożenia betonu
Rys. Widok zawalonej części budynku garażowo-magazyn. w Warszawie ze wskazaniem
miejsc pobrania próbek oraz fragment odkrywki, Brandt, Glinicki,
Rys. Skutki niewłaściwej pielęgnacji betonu
Edyta Pawluczuk
57
Edyta Pawluczuk
58
Mikrostruktura
przemrożonego betonu
Wytrzymałość na ściskanie
Ok. 10 cm
Rys. Wytrzymałość na ściskanie f28
betonu próbek pobranych w wytwórni
dojrzewających
w
warunkach
normowych
Rys. Wytrzymałość na ściskanie betonu próbek
pobranych na budowie i dojrzewających w
warunkach budowy. Próbki były badane w
różnym wieku
Źródło: Brandt, Glinicki, Ocena jakości betonu w budynku, który uległ katastrofie w wyniku
przemrożenia betonu, http://bluebox.ippt.pan.pl/~mglinic/awarie05.pdf
Edyta Pawluczuk
59
Edyta Pawluczuk
60
Recykling mieszanki betonowej
Głównym źródłem odpadów generowanych przez wytwórnie są:
duże ilości pozostałej mieszanki
betonowej,
ścieki, powstające po myciu
urządzeń służących do produkcji i
transportu mieszanki betonowej.
Recykling mieszanki
betonowej
Rys. Instalacja recyklingu popłuczyn
betonowych
http://www.marpo.com.pl/fdgjs_instalacja
_recyklingu_popluczyn_betonowych.htm
Edyta Pawluczuk
61
o
o
o
o
62
Instalacje recyklingu
Instalacje recyklingu
o
Edyta Pawluczuk
przetwarzają niezużytą mieszankę betonową i zawracają jej składniki do
produkcji;
rozdzielają płynne resztki betonu na kruszywo oraz zawiesinę cementu w
wodzie;
ścieki z mycia betonowozów wprowadzają do systemu recyklingu;
oddzielają czyste cząsteczki wody (0,25 mm) od dużych cząstek, które
stanowią osad i wykorzystywane są ponownie jako kruszywo;
zmniejszają zużycie surowców
do produkcji betonu i
minimalizują odpady.
http://mb-projekt.eu/recykling-betonu
Rys. Instalacja recyklingu,
www.swbserwis.com.pl
Rys. Recykling mieszanki bet. stacjonarny,
http://mb-projekt.eu/recykling-betonu
Edyta Pawluczuk
63
Edyta Pawluczuk
64
http://e-contractor.com.pl/recyklery_betonu.php
Schemat instalacji do recyklingu mieszanki bet.
Rys. Recykler mieszanki betonowej, www.e-contractor.com.pl
Edyta Pawluczuk
Rys. Schemat procesu recyklingu mieszanki betonowej, www.e-contractor.com.pl
65
Idea działania typowego systemu rec.
Edyta Pawluczuk
66
Idea działania typowego systemu rec.
Rys. Schemat systemu recyklingu mieszanki betonowej
1-separator, 2-system kontroli, 3-boks składowiskowy kruszywa, 4-odstojnik, 5pompa, 6-zbiornik recyklingu, 7-mieszadło, 8,9-pompa, 10-przewód wody z
recyklingu, 11-przewód wody wodociągowej, 12-pływak zbiornika
Edyta Pawluczuk
Schemat procesu recyklingu mieszanki betonowej
67
automatyczne uruchomienie cyklu płukania przez podjeżdżający
betonowóz,
włączenie pompy (9), podającej wodę do betonowozu,
po napełnieniu betoniarki (700-1300 litrów) - przełączenie strumienia
wody z betonowozu do leja zasypowego separatora (1),
opróżnienie betonowozu i przelanie rozwodnionych pozostałości mieszanki
betonowej do separatora (1),
spłukiwanie leja zasypowego wodą pompowaną ze zbiornika przewodem
(10),
rozsegregowanie (poprzez zamontowany w separatorze ślimak) wlanych
resztek na dwie części: materiał stały (żwir, piasek) oraz wodę z zawiesiną
cementu,
wypchnięcie wypłukanego kruszywa do boksu składowego (3), skąd jest
pobierane do ponownej produkcji,
Edyta Pawluczuk
68
Odpady z niewykorzystanej mieszanki betonowej
Idea działania typowego systemu rec.
przelanie wody do odstojnika (4), z którego jest wtłaczana do zbiornika
recyklingu (6),
pływaki (12) zamontowane w zbiorniku wyznaczają minimalny i
maksymalny poziom wody (aby w zbiorniku recyklingu utrzymywał się
optymalny stan napełnienia, jest do niego doprowadzona woda
wodociągowa (11), która jest dodawana, gdy pływaki wykryją niski poziom
napełnienia),
pompą (8) woda ze zbiornika recyklingu dostarczana jest do węzła
betoniarskiego,
zamontowanie specjalnego mieszadła (7) zabezpiecza zbiornik przed
osadzaniem materiału stałego. Proces mieszania powtarza się cyklicznie
przez całą dobę.
Woda recyklingowa
- zawiesina cząstek cementu i kruszywa
drobnego w wodzie pozostała po oddzieleniu kruszywa grubego z mieszanki
betonowej, która nie została wykorzystana
http://www.marpo.com.pl/fdgjs_instalacja_recyklingu_popluczyn_betonowych.htm
Edyta Pawluczuk
69
Pochodzenie wody recyklingowej
Zestawienie wymagań dla wody z recyklingu do
mieszanki betonowej
PN-EN 1008:2004 „Woda zarobowa do betonu….”
niewykorzystanie mieszanki betonowej na placu budowy
(np. błędne zamówienia)
mycie betoniarek i pomp do betonu
wypłukiwanie kruszywa z niewykorzystanej mieszanki
betonowej
Cecha
PN-88/B-32250
Niemiecka Komisja
ds. żelbetonu
(DafStb)
Kolor
Powinien odpowiadać
barwie wody
wodociągowej
Bezbarwny lub lekko
żółtawy
Zapach
Nie powinna wydzielać
zapachu gnilnego
Brak zapachu amoniaku
po reakcji z 4% ługiem
sodowym
Zapach dopuszczalny dla
wody pitnej i lekki zapach
cementu oraz siarkowodoru
pochodzącego z żużla
Zawiesina
Woda nie powinna
zawierać zawiesiny np.
grudek, kłaczków. Ilość
zawiesiny określona jako
sucha pozostałość nie
może przekraczać 1,5 g/l
Brak ograniczeń –
z tabeli przeliczeniowej
wynika, że może być
stosowana woda o
zawartości nawet
250 g/l
Dodatkowa masa materiału
stałego wprowadzonego do
mieszanki powinna być
mniejsza od 1% całkowitej
masy kruszywa zawartego w
betonie
Siarczany
≤600 mg /l
Rys. Ogólny widok instalacji
recyklingu, BTA, 3/23, 2003r.
Edyta Pawluczuk
70
Edyta Pawluczuk
71
PN-EN 1008
≤ 2000 mg/l
Edyta Pawluczuk
72
Odpady z niewykorzystanej mieszanki betonowej
Cecha
PN-88/B32250
Niemiecka Komisja
ds. żelbetonu (DafStb)
PN-EN 1008
Chlorki
jako Cl-
≤600 mg /l
Beton sprężany
≤ 600 mg/l
Żelbeton
≤ 2000mg/l
Beton niezbrojony
≤ 4500 mg/l
Beton sprężany lub
zaczyn do iniekcji
kanałów kablowych
≤ 500 mg/l
Żelbeton
≤ 1000mg/l
Beton niezbrojony
≤ 4500 mg/l
Nie szybciej niż 1 godzina.
Nie może odbiegać więcej niż
25% od średniej wartości
początku wiązania
przy zastosowaniu wody pitnej.
Potwierdzić nieszkodliwość w
oparciu o prEN 1008
Początek wiązania nie
wcześniej niż 1 godzina, koniec
nie później niż 12 godzin. Oba
czasy nie powinny się różnić o
więcej niż 25% od początku i
końca wiązania próbek
wykonanych z wodą
destylowaną lub dejonizowaną
Nie więcej niż 10 %
Nie więcej niż 10 % po
7 dniach
Wpływ na
wiązanie i
twardnienie
Obniżenie
wytrzymałości
zaprawy na
ściskanie
Nie więcej niż
10 %
Edyta Pawluczuk
Politechnika Białostocka
Dziękuję za uwagę
Edyta Pawluczuk
Katedra Materiałów, Technologii i Organizacji Budownictwa
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
Kruszywa pochodzące z procesu
recyklingu betonu mogą być ponownie
wykorzystane w produkcji mieszanki
betonowej;
• udział kruszyw nie może stanowić
więcej niż 5% całkowitej ilości
kruszywa, w przypadku kruszywa nie
rozdzielonego na frakcje,
• jeśli kruszywo z recyklingu jest
rozdzielone na frakcje ten udział
może być większy.
Rys. Kruszywo z recyklingu mieszanki betonowej
http://mb-projekt.eu/recykling-betonu
73
Edyta Pawluczuk
74