20 12
Odborn˘ seminár BetónRacio 2012
sila my‰lienky v betóne
Obsah
Odborn˘ seminár BetónRacio 2012
Betón pod ºadovú plochu Z· B - Lama
...4
Ing. Igor Hala‰a
Vplyv UTB ohrevom na nárast pevnosti betónu v tlaku
...7
Ing. Igor Hala‰a
R˘chlostná cesta R4 Ko‰ice - MilhosÈ
...14
Ing. Matej ·pak, PhD.
Ekocement a betóny z ekocementu pre bioplynovú stanicu Hertník
...25
Ing. Matej ·pak, PhD.
Cementové kompozity s vysok˘m obsahom popoleka
...31
Ing. Matej ·pak, PhD.
Rekon‰trukcia mosta komunikácie I/59 v Tvrdo‰íne
...38
Ing. Martin ·uster
Vláknobetony
...54
Ing. Vladimír Vesel˘
Modul pruÏnosti betonu
...92
Ing. Vladimír Vesel˘
Novinky firmy BetónRacio
...115
Ing. Oto Vojtechovsk˘
Zaujímavosti z medzinárodnej konferencie
...121
Ing. Oto Vojtechovsk˘
Zaujímavosti z medzinárodného kongresu o cemente ICCC 2011 - Madrid, ·panielsko Ing. Matej ·pak, PhD.
...131
Ing. Igor Hala‰a
stra an stra aa4na 4
Ing. Igor Hala‰a
Betón pod ºadovú plochu Z· B - Lama
Igor Halaa
Z Lama
Ozna enie a zlo enie betónu, od návrhu po realizáciu 1. C 30/37 XF3 (XF4) Dmax 16, PNS 2. C 25/30 XF1 (56 dní), pomal nárast pevnosti, PNS, w 0,50 3. C 25/30 XC1 (56 dní), pomal nárast pevnosti, PNS, PCE 4. C 25/30 XC1 / C 30/37 XC2, bená dávka cementu, PNS, PCE 5. C 30/37 XC2, bená dávka cementu, prímes druh I, PCE . . Vopred overenie na podlahe strojovne, následne realizácia
stra rana 5 ran
Z Lama
Betón STN EN 206-1 – C 30/37 XC2 (SK) – Cl 0,4 – Dmax 16 – F2 (60 minút) Zlo enie: •CEM I 42,5 R, CEMMAC •kamenná mú ka STN EN 12 620 •Berament HT2 •Kamenivo Vysoká/Petralka 0/4; 4/8; 8/16 mm
Pozn.: betón hladen rota nmi hladi kami, pri pouití PCE
Z Lama
Zrnitos kameniva
sttra ran na 6 na
Ing. Igor Hala‰a
sttra ana 7
Ing. Igor Hala‰a
Vplyv UTB ohrevom na nárast pevnosti betónu v tlaku
Igor Halaa
UTB a nárast pevnosti
stra an aa8na 8 stra
Ing. Igor Hala‰a
Vplyv UTB ohrevom na nárast pevnosti betónu v tlaku
UTB a nárast pevnosti
UTB a nárast pevnosti Experiment: •
• •
•
strra st ana 9
Betón STN EN 206-1 – C 50/60 – XC4, XD3, XF2, XA1 (SK) – Cl 0,1 – Dmax 16 – S3 – max. priesak 50 mm pod a STN EN 12390-8 V roba skúobn ch telies v rámci 4 dní Zvolené spôsoby oetrovania: - laboratórne podmienky - prv ch 7 hodín pri 65 °C, následne lab. podmienky + v rámci UTB rôzne uloenie (ochrana) telies Porovnanie nárastu pevnosti v tlaku po 7 a 28 doch na skúobn ch telesách – kockách so stranou 150 mm
UTB a nárast pevnosti Dosiahnuté vsledky: De 1.
Pevnos v tlaku po 7 doch (MPa)
Pevnos v tlaku po 28 doch (MPa)
Laboratórne podmienky
65,7
73,7
60 °C neprikryté skúobné telesá
63,8
70,8
60 °C prikryté skúobné telesá
60,8
68,6
UTB a nárast pevnosti Dosiahnuté vsledky: De 2.
Pevnos v tlaku po 7 doch (MPa)
Pevnos v tlaku po 28 doch (MPa)
Laboratórne podmienky
59,3
66,5
60 °C neprikryté skúobné telesá
58,9
66,0
60 °C prikryté skúobné telesá
57,1
65,5
stra ana a 10
Ing. Igor Hala‰a
Vplyv UTB ohrevom na nárast pevnosti betónu v tlaku
UTB a nárast pevnosti Dosiahnuté vsledky: De 3.
Pevnos v tlaku po 7 doch (MPa)
Pevnos v tlaku po 28 doch (MPa)
Laboratórne podmienky
62,0
68,0
60 °C neprikryté skúobné telesá
57,3
66,0
60 °C prikryté skúobné telesá
54,8
65,3
UTB a nárast pevnosti Dosiahnuté vsledky: De 4.
Pevnos v tlaku po 7 doch (MPa)
Pevnos v tlaku po 28 doch (MPa)
Laboratórne podmienky
60,7
67,3
60 °C neprikryté skúobné telesá
57,1
63,6
60 °C prikryté skúobné telesá
54,6
61,2
strra st ana 11 1
UTB a nárast pevnosti Dosiahnuté vsledky, oetrovanie pri lab. podmienkach
UTB a nárast pevnosti Dosiahnuté vsledky, vplyv UTB na pevnos v tlaku
stra ana a 12
Ing. Igor Hala‰a
Vplyv UTB ohrevom na nárast pevnosti betónu v tlaku
UTB a nárast pevnosti Vplyv na betóny veobecne: • • •
Teplota v betónovej kontrukcii by nemala presiahnu 70 °C (STN EN 13670) Masívne kontrukcie ... Kontrukcie s vysok m obsahom „r chlych“ cementov najmä pevnostn ch tried 42,5 R a 52,5 R
sttra ana 13
Ing. Matej ·pak, PhD D.
stran na 14 4
Ing. Matej ·pak, PhD.
R˘chlostná cesta R4 Ko‰ice - MilhosÈ
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
RCHLOSTNÁ CESTA R4 KO ICE - MILHOS
Ing. Matej pak, PhD.
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Rchlostná cesta R4 Ko ice – Milhos: poloha
ebastovce
hranica SK - HU
Zdroj: http://www.ndsas.sk
sttra ana 15
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Rchlostná cesta R4 Ko ice – Milhos: objekty
hranica SK - HU ebastovce
Zdroj: DOPRAVOPROJEKT, a.s.
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
stra ana a 16
Ing. Matej ·pak, PhD.
R˘chlostná cesta R4 Ko‰ice - MilhosÈ
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
pecifikácia betónov Oznaenie 1
pecifikácia betónu C 12/15 - X0 (SK) - Cl 0,4 - Dmax 22 - S3
2
C 25/30 - XC2 (SK) - Cl 0,4 - Dmax22 - S4 (S4 po 60 min., S3 po 90 min.)
3
C 25/30 - XC2, XA1 (SK) - Cl 0,4 - Dmax22 - S4 (S4 po 60 min., S3 po 90 min.) - max. priesak 50 mm pod a STN EN 12390-8
4
C 25/30 - XC2, XF1, XA1 (SK) - Cl 0,4 - Dmax22 - S3 (S3 po 60 min. 130 mm) - max. priesak 50 mm pod a STN EN 12390-8
5
C 25/30 - XC2, XF2 (SK) - Cl 0,4 - Dmax22 - S3 (S3 po 60 min. 130 mm) - max. priesak 50 mm pod a STN EN 12390-8
6.1
C 30/37 - XC4, XD1, XF2 (SK) - Cl 0,4 - Dmax22 - S4 (S4 po 90 min. 170 mm) - max. priesak 50 mm pod a STN EN 12390-8
6.2
C 30/37 - XC4, XD1, XF2 (SK) - Cl 0,4 - Dmax22 - S3 (S3 po 60 min. 150 mm) - max. priesak 50 mm pod a STN EN 12390-8
7.1
C 30/37 - XC4, XD2, XF4 (SK) - Cl 0,4 - Dmax22 - S4 (S4 po 90 min.) - max. priesak 50 mm pod a STN EN 12390-8
7.2
C 30/37 - XC4, XD2, XF4 (SK) - Cl 0,4 - Dmax22 - S3 (S3 po 60 min. 130 mm) - max. priesak 50 mm pod a STN EN 12390-8
8.1
C 35/45 - XC4, XD1, XF2 (SK) - Cl 0,2 - Dmax16 - S4 (S4 po 60 min. 210 mm, S3 po 90 min.) - max. priesak 50 mm pod a STN EN 12390-8 - min. pevnos po 36 hodinách 36 MPa - statick modul pru nosti 34 GPa
8.2
C 35/45 - XC4, XD1, XF2 (SK) - Cl 0,2 - Dmax22 - S4 (S4 po 60 min. 210 mm, S3 po 90 min.) - max. priesak 50 mm pod a STN EN 12390-8 - min. pevnos po 7 d och 36 MPa - po iadavka na obmedzené zmra ovanie
8.3
C 35/45 - XC4, XD1, XF2 (SK) - Cl 0,2 - Dmax22 - S4 (S4 po 60 min. 210 mm, S3 po 90 min.) - max. priesak 50 mm pod a STN EN 12390-8 - min. pevnos po 5 d och 36 MPa - statick modul pru nosti 34 GPa
9.1
C 35/45 - XC4, XD3, XF4 (SK) - Cl 0,4 - Dmax16 - S3 (S3 po 60 min. 150 mm, S3 po 90 min. >100 mm) - max. priesak 50 mm pod a STN EN 12390-8
9.2
C 35/45 - XC4, XD2, XF4 (SK) - Cl 0,4 - Dmax16 - S4 (S4 po 60 min. 210 mm, S3 po 90 min.) - max. priesak 50 mm pod a STN EN 12390-8
Zdroj: autor
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Pouité materiály Cement
CEM III/A 32,5 R (betóny 1 a 5) CEM I 42,5 N (betóny 6 a 9)
Kamenivo
PHK, frakcie 0/4, 4/8, 8/16 (betóny 8.1, 9.1, 9.2) PHK, frakcie 0/4, 4/8, 8/16, 16/22 (ostatné)
Prísada
superplastifikátor – Berament® HT2 prevzdu ova – Berapor® R (betóny 6, 7, 9)
Voda
zámesová voda
Foto: autor
stra rana 17 ran 7
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Poadované parametre – erstv betón konzistencia
S3 po 60 min. 130 mm (betóny 4, 5) S3 po 60 min. 150 mm (betóny 6.2, 7.2, 9.1) S4 po 60 min., S3 po 90 min. (betóny 2, 3) S4 po 60 min. 210 mm, S3 po 90 min. (betóny 8, 9.2) S4 po 90 min. 170 mm (betóny 6.1, 7.1)
obsah vzduchu (betóny 7.1, 7.2, 9.1, 9.2)
Foto: autor
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Poadované parametre – zatvrdnut betón pevnos v tlaku po 36 hod., 2 doch, 5 doch, 7 doch pevnos v tlaku po 28 doch priesak tlakovou vodou nasiakavos mrazuvzdornos odolnos proti vode a CHRL statick modul prunosti
Foto: autor
stra ana a 18
Ing. Matej ·pak, PhD.
R˘chlostná cesta R4 Ko‰ice - MilhosÈ
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
SO206 – most nad
irokorozchodnou elezninou traou
Vsledky skú ok betónu 8.1 Parameter
Nameraná hodnota
Jednotka
Vsledky skú ok vzoriek odobratch na betonárni Konzistencia na betonárni po zamie aní
220
mm
Konzistencia na stavenisku po 30 min.
200
mm
Pevnos v tlaku po 36 hod.
45,5
MPa
Pevnos v tlaku po 28 d och
69,4
MPa
Pevnos v tlaku po 36 hod.
43,8
MPa
Pevnos v tlaku po 3 d och
48,7
MPa
Pevnos v tlaku po 7 d och
59,8
MPa
Pevnos v tlaku po 14 d och
61,8
MPa
Pevnos v tlaku po 21 d och
62,3
MPa
Pevnos v tlaku po 28 d och
64,3
MPa
Vsledky skú ok vzoriek odobratch na stavenisku
Statick modul pru nosti po 2 d och
38 500
GPa
Statick modul pru nosti po 28 d och
36 500
GPa
Odolnos proti priesaku tlakovej vody
N/A
mm
Odolnos proti vode a CHRL (50 cyklov)
22,1
g.m-2
0,88
–
Mrazuvzdornos (50 cyklov)
Zdroj: QUALIFORM SLOVAKIA s.r.o.; Foto: autor
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Pevnos v tlaku po 28 doch – C 35/45 Kritérium 1 priemer fcm fck + 1,48 s15 = 7,35 67,7 56,3 Kritérium 2: 41 N.mm-2
Kritérium 2 fci fck – 4 fci 41 N.mm-2
Zdroj: QUALIFORM SLOVAKIA s.r.o.; BetónRacio, s.r.o.
stra rana 19 ran 9
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
ebastovce
SO206 - most nad irokorozchodnou elezninou traou
hranica SK - HU Foto: autor
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
ebastovce
SO206 – letmá betoná mostného poa
hranica SK - HU Foto: autor
stra ana a 20
Ing. Matej ·pak, PhD.
R˘chlostná cesta R4 Ko‰ice - MilhosÈ
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
ebastovce
Podkladná vrstva na 5,5 km
hranica SK - HU Foto: autor
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
ebastovce
SO209 – most na ponej ceste
hranica SK - HU Foto: autor
stra rana 21 ran 1
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
ebastovce
SO705 – ochrana plynovodu DN 700
hranica SK - HU Foto: autor
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
ebastovce
SO211 - most cez Sokoliansky potok
hranica SK - HU Foto: autor
stra ana a 22
Ing. Matej ·pak, PhD.
R˘chlostná cesta R4 Ko‰ice - MilhosÈ
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
ebastovce
Archeologické vykopávky na 9,0 km
hranica SK - HU Foto: autor; spravy.pravda.sk
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
ebastovce
SO215 - most v kriovatke „Kechnec“
hranica SK - HU Foto: autor
stra rana 23 ran 3
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
ebastovce
SO220 - zárubná pilótová stena
hranica SK - HU Foto: autor
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
ebastovce
SO216 - most na ponej ceste - hranica
hranica SK - HU Foto: autor
stra ana a 24
Ing. Matej ·pak, PhD.
sttra ana 25
Ing. Matej ·pak, PhD.
Ekocement a betóny z ekocementu pre bioplynovú stanicu Hertník
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
EKOCEMENT A BETÓNY Z EKOCEMENTU PRE BIOPLYNOVÚ STANICU HERTNÍK
Ing. Matej pak, PhD.
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Cement - ekocement Vrazne ni ia produkcia CO2 Men ia potreba suroviny (vápenec) Spracovanie priemyselnch odpadov (troska) Spa ovanie druhotnch surovín Lep ie vlastnosti betónu (síranovzdornos) Ni ie náklady na betón
Zdroj: autor
stran na 26
Ekocement a betóny z ekocementu pre bioplynovú stanicu Hertník
Ing. Matej ·pak, PhD.
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Ekocement – CEM III / B 32,5 N Sú asná európska referen ná úrove 672 kg/t Ekocement 130 kg/t Náhrada vápenca pri vrobe slinku vysokopecná troska Vy ia odolnos proti síranom Pomal í nábeh pevností betónu Zdroj: http://www.vsh.sk/ekocement.html
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Bioplynová stanica Hertník
Zdroj: www.e-biogroup.sk; maps.google.sk
strra st ana 27 7
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
pecifikácia betónov
C 35/45 – XC4, XD3, XF2, XA2 (SK) – Cl 0,4 – Dmax8 – S4
C 35/45 – XC4, XD3, XF2, XA2 (SK) – Cl 0,4 – Dmax16 – S4 – max. priesak 50 mm pod a STN EN 12390-8 – char. pevnos po 60 doch – odolnos proti vode a CHRL po 60 doch – mrazuvzdornos po 60 doch
stra ana a 28
Ekocement a betóny z ekocementu pre bioplynovú stanicu Hertník
Ing. Matej ·pak, PhD.
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Pouité materiály Cement
CEM III/B 32,5 N
Kamenivo
PHK, frakcie 0/4, 4/8, 8/16 – Ge a
Prísada
superplastifikátor – Berament® HT2 prevzdu ova – Berapor® R
Prímes
popol ek do betónu – Hencovce
Voda
zámesová voda
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Priemerné pevnosti v tlaku betónov
strra st ana 29 9
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
V sledky skú ok betónov Parameter
Jednotka
14.10.2011
mm
250
%
4,6
Pevnos v tlaku po 28 doch
N.mm-2
59,8
Pevnos v tlaku po 60 doch
N.mm-2
68,2
mm
9,0
Nasiakavos
%
4,4
Mrazuvzdornos
–
0,86
g.m-2
239,52
Konzistencia Obsah vzduch
Odolnos proti priesaku tlakovej vody
Odolnos proti vode a CHRL
Zdroj: BetónRacio, s.r.o.
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Bioplynová stanica Hertník - betoná
Foto: autor
stra ana a 30
Ing. Matej ·pak, PhD.
sttra ana 31
Ing. Matej ·pak, PhD.
Cementové kompozity s vysok˘m obsahom popoleka
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
CEMENTOVÉ KOMPOZITY S VYSOK M OBSAHOM POPOLEKA
Ing. Matej pak, PhD.
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Popolek Vzniká spa ovaním ierneho alebo hnedého uhlia v tepeln ch elektrár ach, resp. Teplár ach, priom vznikajú sklovito-amorfné astice s preva ne guovit m tvarom zn, ktoré sú zachytávané na odluovaoch.
Zdroj: LUTZE, D., 2009; MALHOTRA, V.M., 2005 Foto: autor; archív BetónRacio, s.r.o.
stran n stran a 3n2a 32
Ing. Matej ·pak, PhD.
Cementové kompozity s vysok˘m obsahom popoleka
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Bioplynová stanica Hertník - poruchy
Foto: autor
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Bioplynová stanica Hertník - kon trukcie
Foto: autor; www.e-biogroup.sk
stra rana 33 ran 3
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Popolek do betónu poda STN EN 450-1 +A1 Prímes druhu II • jemn práok preva ne z gu ovit ch sklovit ch astíc, • puzolánové vlastnosti, • skaldá sa preva ne z SiO2 a Al2O3. Popolek do betónu – stavebn v robok v systéme 1+ • poiatoná skúka typu + vnútropodniková kontrola + plánované skúky + kontrolné skúky + poiatoná inpekia v roby a VPK + priebe ná inpekcia VPK, • potrebné dokumenty: certifikát zhody + vyhlásenie zhody. Zdroj: STN EN 450-1 +A1: 2008; STN EN 206-1: 2004; Vyhláka . 158/2004, Príloha 1
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Popolekov betón Samotn popolek netuhne a netvrdne. Nie je hydraulick
ani latentne hydraulick . Má pucolánové vlastnosti, teda amorfn SiO2 reaguje s Ca(OH)2, priom vzniká tzv. C-S-H gél.
Zdroj: STN EN 450-1 +A1: 2008; STN EN Foto: archív
stra ana a 34
Ing. Matej ·pak, PhD.
Cementové kompozity s vysok˘m obsahom popoleka
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Popolekové betóny z globálneho pohadu Environmentálne hadisko • celosvetová roná produkcie cementu 2,8 mld. ton cementu • pri v robe 1 tony cementu vzniká priemerne cca 1 tona CO2 • cementárensk priemysel má 5%-n podiel produkcie CO2 • spracovanie druhotn ch surovín z priemyselnej v roby (el. popolek) Ekonomické hadisko • cement tvorí cca 15% hmotnostn ch betónu (be n betón C 25/30) • cena popoleka je cca 5 - 8x ni ia ako cementu (náhrada 1:3) Technické a technologické hadisko • zlepenie spracovate nosti • vylepenie charakteristík zatvrdnutého betónu (dlhodobá pevnos, odolnos proti vplyvom agresívnych látok, vodotesnos, ...) Zdroj: Mineral Commodity Summaries 2010; WORRNELL, E., 2001; autor
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Vyuitie popoleka v stavebníctve Transportbetón • Obyajn transportbetón; HVFA betón • Liaty betónov poter • Alkalicky aktivovan bezcementov betón Cestné stavitestvo • Podkladové vrstvy cestn ch telies • Betón pre cementobetónov kryt vozovky • Plnoprofilová obnova cestn ch telies (full-depth reclamation) • Plnivo do asfaltu Stavebné materiály a v robky • Pórobetónové prvky • Cement - prímes k slinku; zlo ka pri v robe slinku • Pálené tehly Zdroj: Informácie o popoleku do betónu, 2012
stra rana 35 ran 5
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Transportbetóny s popolekom HVFA concrete Betón s vysok m obsahom popoleka
Liaty betónov potery Náhrada anhydritov ch poterov
Foto: autor
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
V voj pevnosti v tlaku v priebehu asu v závislosti od mnostva popoleka
stra ana a 36
Ing. Matej ·pak, PhD.
Cementové kompozity s vysok˘m obsahom popoleka
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Cestné stavitestvo Podkladaná vrstva cestn ch telies SC, KSC, CBGM
Plnoprofilová obnova ciest
Foto:
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Stavebné materiály a v robky Cement Prímes do cementu; pri v pale slinku
Stavebné v robky Pórobetón; pálené tehly
Holcim (Slovensko) a.s. CEM II / B-M (S-V-LL) 32,5 R
CEMMAC a.s. CEM II / B-M (S-V) 32,5 R
CEMEX Czech Republic, s.r.o. CEM V / A (S-V) 32,5 N
Cementownia „Warta” S.A. CEM II / A-V 42,5 N CEM II / B-M (S-V) 32,5 R CEM II / B-M (V-LL) 32,5 R
Duna-Dráva Cement Kft. CEM II / A-M (V-LL) 42,5 N CEM II / B-M (V-LL) 32,5 N/R
stra rana 37 ran 7
Zdroj: web
Ing. Martin ·uster
stran n stran a 3n8a 38
Ing. Martin ·uster
strra st ana 39 9
Rekon‰trukcia mosta komunikácie I/59 v Tvrdo‰íne
stran na 40
Ing. Martin ·uster
strra st ana 41 1
Rekon‰trukcia mosta komunikácie I/59 v Tvrdo‰íne
Doporuená technológia
Vlastnos
Odporúaná skú obná metóda
Pohyblivos (Flowability)
Rozliatie ku ea
Viskozita – stanovená z rchlosti teenia (Viskosity)
Rozliatie ku ea T500 alebo V-lievik
Schopnos preteka – odolnos proti blokácii (Passing ability)
L-box
Segregácia (Segregation resistance)
Skú ka odolnosti proti segregácii (Sitová skú ka)
stra ana a 42
Ing. Martin ·uster
Rekon‰trukcia mosta komunikácie I/59 v Tvrdo‰íne
OBJEDNANIE BETÓNU ( PECIFIKÁCIA)
OBJEDNANIE BETÓNU ( PECIFIKÁCIA – doplujúce údaje)
strra st ana 43 3
Hodnotenie skú ky rozliatím pomocou Abramsovho ku ea
stra ana a 44
Ing. Martin ·uster
Rekon‰trukcia mosta komunikácie I/59 v Tvrdo‰íne
Hodnotenie skú ky viskozity z rchlosti teenia (priemer koláa t500)
Hodnotenie skú ky viskozity (z rchlosti teenia – V-lievik)
strra st ana 45 5
Hodnotenie schopnosti obteka L - forma
stra ana a 46
Ing. Martin ·uster
Rekon‰trukcia mosta komunikácie I/59 v Tvrdo‰íne
Hodnotenie odolnosti proti segregácii (sitová skú ka)
strra st ana 47 7
Overovanie v laboratóriu Laboratórne podmienky: Teplota vzduchu...............................19°C Relatívna vlhkos vzduchu................70% Ulo enie vzoriek v klimatizovanej komore: Teplota vzduchu................................22°C Relatívna vlhkos vzduchu................98%
Overovanie v laboratóriu Vlastnosti erstvého betónu: Konzistencia rozliatím bez striasania: po zamie aní.....................................670 mm 60 minút po zamie aní......................640 mm V – lievik: Po zamie aní....................................6 sekúnd 60 minút po zamie aní......................7 sekúnd L-Box: PL = 1 po zamie aní PL = 1 po 60 minútach
stra ana a 48
Ing. Martin ·uster
Rekon‰trukcia mosta komunikácie I/59 v Tvrdo‰íne
Overovanie v laboratóriu Vlastnosti erstvého betónu: Teplota erstvého betónu: 16,1°C po zamie aní Objemová hmotnos erstvého betónu: 2240 kg/m3 Obsah vzduchu Po zamie aní....................................6,7% 60 minút po zamie aní.....................5,9%
Overovanie v laboratóriu Vlastnosti zatvrdnutého betónu: Objemová hmotnos vysu eného betónu: 2190 kg/m3 Pevnos v tlaku po 2 doch a objemová hmotnos betónu nasteného vodou: 22,6 MPa / 2280 kg/m3 Pevnos v tlaku po 28 doch a objemová hmotnos betónu nasteného vodou: 50,7 MPa / 2290 kg/m3
strra st ana 49 9
Overovanie v laboratóriu
Vlastnosti zatvrdnutého betónu: Odolnos povrchu voi vode a ChRL – „soli“: 274,23 g/m2 Odolnos voi priesaku vody: Priemerná hodnota hbky priesaku 23 mm.
stra ana a 50
Ing. Martin ·uster
Rekon‰trukcia mosta komunikácie I/59 v Tvrdo‰íne
INITELE CHLADNÉHO PROSTREDIA • Nízka teplota ovzdu ia (spôsobuje zamrznutie zámesovej vody)
• Siln vietor (vysuenie povrchu, jeho následné znehodnotenie)
• Nízka relatívna vlhkos vzduchu (odoberá vlhkos z betónu, spôsobuje znehodnotenie)
Tieto initele spôsobujú spomalenie alebo zastavenie hydratácie, stratu hydrataného tepla, o zapríi uje pomal rast pevnosti. Mrznúca voda spôsobí trvalé poruenie truktúry tuhnúceho a tvrdnúceho betónu.
BETÓNOVANIE V CHLADNOM PROSTREDÍ
• Dôvodom straty pevnosti je prechod zámesovej vody z tekutej do tuhej fázy (jav je sprevádzan zväením jej objemu asi o 9%)*
• Ke pevnos betónu dosiahne hodnotu 3,5 MPa riziko je men ie (betón je dostatone odoln, aby vzdoroval nieko km cyklom zmrznutia a rozmrazenia) *Tento jav spôsobuje tlak na steny kapilár a pórov v tuhnúcom a tvrdnúcom betóne a vznik vnútornch napätí schopnch porui tieto ete krehké trukturálne väzby. V lepom prípade sa pokodí povrch betónu, ktor stratí schopnos odoláva agresívnym úinkom, a v horom prípade betón celkom stratí pevnos a poruí sa. strra st ana 51 1
o pomáha? PRÍSADY
• Plastifikané prísady, superplastifikátory umo ujúce zní i vodn súinite • Prísady urchujúce tuhnutie a tvrdnutie spojiva a teda aj erstvého betónu. • Protizmrazovacie prísady zni ujú bod mrazu roztoku prísady vo vode a umo ujú hydratáciu cementu aj pri zápornch teplotách*.
VROBA BETÓNU Ing. Jozef Slimák, PhD. Technická Univerzita v Koiciach
Odporúaná minimálna teplota erstvého betónu po zamieaní (°C)
Teplota vzduchu (°C)
Hrúbka kontrukcie (m)
<0,30
0,30 – 1,00
1,00 – 2,00
>2,0
Nad – 1°C
16
13
10
7
–1°C a – 18°C
18 21
16 18
13 16
10 13
Pod – 18°C
stra ana a 52
Ing. Martin ·uster
Rekon‰trukcia mosta komunikácie I/59 v Tvrdo‰íne
• Najkratia doba oetrovania betónu • Betón s r chlym v vojom pevností (r 0,50) – v závislosti od teploty betónu ( 25 a 5°C) sa doba o etrovania pohybuje od 1 do 3 dní • Stredn v voj pevností (r 0,30 a < 0,50) – v závislosti od teploty betónu ( 25 a 5°C) – doba o etrovania1 a 5 dní • Pomal v voj (r 0,15 a < 0,30) - ( 25 a 5°C) 2 a 10 dní • Vemi pomal (r < 0,15) – ( 25 a 5°C) 3 a 15 dní (Vvoj pevnosti vystihuje tzv. pevnostn súinite r: r = 2-dová pevnos/28 dová pevnos
PODMIENKY UKLADANIA CESTNÉHO BETÓNU • Optimálna teplota.........................................+ 5°C a + 25°C • Optimálna relatívna vlhkos......................................nad 70% • Teplotn rozdiel najvy ej a najni ej dennej teploty.....10°C
Teploty vzduchu sa merajú na stavenisku v tieni vo v ke 0,5 m nad zemou.
strra st ana 53 3
Ing. Vladimír Vesel˘
stran n stran a 5n4a 54
Ing. Vladimír Vesel˘
Vláknobetony
Vláknobetony Ing. Vladimír Veselý
Odborný seminár BETÓNRACIO 2012 Horný Smokovec, Vysoké Tatry 2. - 3. február 2012
Osnova StruþnČ k historii vláknobetonu Co je to vláknobeton Vlastnosti vláknobetonu a jeho použití Zkoušení vláknobetonu PĜíklady aplikací Znaþkové drátkobetony ýMB NČco z vývojových programĤ ZávČr
sttra ana 55
Struþná historie vláknobetonu Myšlenka použití vláken ve funkci vyztužení malty
není nijak nová, vlákna byla užívána už ve starovČku. KoĖské žínČ, sláma, rákosí, peĜí a dĜevo sloužily ke ztužení hlinČných cihel ěímský beton: pálené vápno, tuf, sopeþný pucolánový popel, pemza, koĖské žínČ, krev
Zdroj : Vláknobetony – blýská se na lepší þasy? A.Kohoutková BETON TKS 2/2010 Historie betonu I – M.Mazurová, Skalský DvĤr 2012
Struþná historie vláknobetonu Poþátek 20. století – používání asbestových vláken 60. léta poþátky „drátkobetonu“v tehdejším
ýeskoslovensku (Ing. Karol Klamoš VUIZ Bratislava, Prof.Ing. JindĜich Cigánek,CSc. – VŠB Ostrava) 70. léta poþátky systematického výzkumu 90. léta vstup zahraniþních firem – prĤmyslové podlahy SFRC (steel fibre reinforced concrete – beton vyztužený ocelovými vlákny) Snaha vytvoĜit první smČrnice pro testování a navrhování konstrukþních prvkĤ z vláknobetonu
Zdroj : Vláknobetony – blýská se na lepší þasy? A.Kohoutková BETON TKS 2/2010
stra ana a 56
Ing. Vladimír Vesel˘
Vláknobetony
Beton - chování po vzniku trhlin
Závisí na : Složení betonu Množství vláken Geometrii Tahové pevnosti vláken
Co je to vláknobeton - definice Vláknobeton je konstrukþní stavební
kompozitní materiál, který má základní strukturu výchozího prostého betonu, avšak doplnČnou vlákny, která ztužují strukturu kompozitu. Vláknobeton musí v objemové jednotce obsahovat takový objemový podíl vláken, který zlepší alespoĖ nČkterou fyzikálnČmechanickou vlastnost proti pĤvodnímu prostému betonu a to za podmínky, že vláknobeton je homogenní. Vlákna použitá pro praktickou výrobu vláknobetonu jsou definována. Zdroj : TP FC 1-1Vláknobeton – ýást 1 Zkoušení vláknobetonu ýVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra betonových a zdČných konstrukcí , Praha 2007
stra rana 57 ran 7
Co je to vláknobeton – používaná vlákna ocelová vlákna - dle EN 14889-1
Skupina I Skupina II Skupina III Skupina IV Skupina V
- za studena tažený drát - vlákna stĜíhaná z plechu - vlákna oddČlovaná z taveniny - vlákna protahovaná z drátu taženého za studena - vlákna frézovaná z ocelových blokĤ
Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
Ocelová vlákna - pĜíklady
Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
stra ana a 58
Vláknobetony
Ing. Vladimír Vesel˘
Ocelová vlákna – dĤležité parametry
pomČr L/d (optimálnČ 40 – 80) pevnost v tahu ( 1 000 – 2 050 MPa, þím vyšší tím lepší parametry drátkobetonu ) zpĤsob kotvení v matrici poþet drátkĤ v m3 betonu („þím více, tím lépe“)
Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
Co je to vláknobeton – používaná vlákna polymerová vlákna dle EN 14889-2
TĜída Ia
TĜída Ib
TĜída II
- mikrovlákna s prĤmČrem < 0,3 mm; jednovláknovitá (monofilamentická) - mikrovlákna s prĤmČrem < 0,3 mm; vláknitá ( fibrilovaná) - makrovlákna s prĤmČrem > 0,3 mm
Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
stra rana 59 ran 9
Polymerová vlákna - pĜíklady
Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
Polymerová vlákna - mikrovlákna vlákna syntetická Mikro, napĜ.: vysokoduktilní betony s mikro-PP-vlákny
Vysoké dávkování (až 26 kg/m³) Speciální složení matrice Velmi vysoká duktilita Zdroj : Vláknobetony a jejich aplikace, Ing.V.PetĜík,PHd. BU Pardubice 2010
stra ana a 60
Ing. Vladimír Vesel˘
Vláknobetony
Polymerová vlákna - mikrovlákna PĜíklad výrobku
Zdroj : Vláknobetony a jejich aplikace, Ing.V.PetĜík,PHd. BU Pardubice 2010
Polymerová vlákna - makrovlákna
syntetická vlákna „Makro-“, napĜ.:
dávkování až 7 kg/m³ Duktilita o nČco nižší než u drátkobetonu Zdroj : Vláknobetony a jejich aplikace, Ing.V.PetĜík,PHd. BU Pardubice 2010
stra rana 61 ran 1
Co je to vláknobeton – používaná vlákna
sklenČná napĜíklad dle Richtlinie Faserbeton (Österreichische Vereinigung für Beton- und Bautechnik, März 2002 )
- odolná proti alkáliím - délky 6-40 mm - prĤmČr 10 – 30 ȝm - tahová pevnost 1 500 – 4 000 N/mm2
Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
Co je to vláknobeton – další typy vláken
Vždy musí být: Vlákna specifikována Prokázána jejich rozdružitelnost pĜi výrobČ vláknobetonu, která je zárukou homogenity vláknobetonu Prokázán vliv na ztužení struktury matrice Prokázán vliv na trvanlivost vláknobetonu
Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
stra ana a 62
Ing. Vladimír Vesel˘
Vláknobetony
Vlastnosti vláknobetonu Vlastnosti, které rozhodují a pĜinášejí efekty v pĜípadČ aplikace vláknobetonu: Zvyšují odolnost pĜi namáhání v tahu Duktilita (pĜetvoĜitelnost) po vzniku trhlin, tj. schopnost pĜenášet tahová namáhání pĜi velkém pĜetvoĜení Zvyšují odolnost proti vzniku trhlin, pĜípadnČ pĜispívají k zmenšení jejich šíĜky Zlepšují odolnost betonu proti mechanickému namáhání ( obrusu ) Polypropylenová vlákna jsou používána také k zvýšení odolnosti betonu proti požáru Ocelová vlákna se používají i pro UHPC Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
Vlastnosti a použití vláknobetonu
Vláknobetonu mĤže být využito jako konstrukþního materiálu obdobnČ jako betonu prostého, tj. jako: Prostý vláknobeton Vláknobeton vyztužený prutovou betonáĜskou výztuží (železovláknobeton) PĜedpjatý vláknobeton
Využití je vždy podmínČno tím, že vláknobeton bude homogenní Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
stra rana 63 ran 3
Zkoušení vláknobetonu
Vláknobeton, který je v ĜadČ stavebních materiálĤ dalším kompozitem, je tĜeba považovat za specifický konstrukþní materiál a to jak s ohledem na jeho výrobu tak i na zkoušení. V zásadČ je možné tyto zkoušky rozdČlit do dvou skupin a to na: - zkoušky þerstvého vláknobetonu, které charakterizují jeho reologické vlastnosti - zkoušky ztvrdlého vláknobetonu, jejichž výsledky jsou obrazem jeho pevnostních charakteristik a trvanlivosti Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
Zkoušení þerstvého vláknobetonu Veškeré bČžné zkoušky jako u þerstvého
betonu dle skupiny norem ýSN EN 12350 navíc kontrola obsahu vláken v betonu - rozplavení betonu, usušení vláken a vážením - ocelová vlákna magnetickou separací ( profometr )
Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
stra ana a 64
Ing. Vladimír Vesel˘
Vláknobetony
PROFOMETR – magnetická separace Profometr
2. UvolnČní magnetem separovaných vláken
1. Prolití definovaného objemu betonu štČrbinou profometru
3. Zvážení separovaných vláken
Zkoušení ztvrdlého vláknobetonu Veškeré bČžné zkoušky ztvrdlého
vláknobetonu jako u obyþejného betonu dle Ĝady norem ýSN EN 12390 Specifické zkoušení pevnosti v tahu - charakteristická pevnost v dostĜedném tahu pĜi vzniku makrotrhliny ffc,tk - ekvivalentní pevnost v tahu ffc,tk,eq
(získané hodnoty slouží k zatĜídČní vláknobetonu) Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
stra rana 65 ran 5
Zkoušení ztvrdlého vláknobetonu
Pevnost v osovém tahu betonu se zjišĢuje obtížnČ. Proto byly zavedeny zkoušky náhradní : - v pĜíþném tahu dle ýSN EN 12390-6 - zkoušky ohybem pro nČž existují rĤzné zkušební postupy, nČkteré z nich jsou standardizovány na úrovni CEN.
Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
Pevnost vláknobetonu v pĜíþném tahu
Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
stra ana a 66
Vláknobetony
Ing. Vladimír Vesel˘
Pevnost betonu v tahu ohybem þtyĜbodové zatČžování trámku v ýR dle TP FC 1-1 h
F
h
F
tĜíbodové zatČžování trámku
h
F
h
h
l/2 l = 3h
l/2 l = 3h
F
¾h
h
¼h l/2
l/2
tĜíbodové zatČžování trámku se záĜezem EN 14651
l = 3h Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
Zásady navrhování pro ohybem namáhané prĤĜezy UspoĜádání zkoušky ohybem trámu z
vlánobetonu vyztuženém beton. ocelí
$V
Zdroj : Experimentální ovČĜování vláknobetonových prvkĤ, Jitka Vašková, Beton TKS 2/2010, Praha 2010
stra rana 67 ran 7
Zásady navrhování prĤĜezĤ namáhaných smykem za ohybu UspoĜádání zkoušky ohybem trámu z
vláknobetonu vyztuženém beton. ocelí
$V
Zdroj : Experimentální ovČĜování vláknobetonových prvkĤ, Jitka Vašková, Beton TKS 2/2010, Praha 2010
Zkoušky vláknobetonu na modelech a konstrukcích
600
500
ZatČžování modelu konstrukce 1:1
500 600
50
ZatČžování reálné konstrukce
Obr. 9 Schéma zatČžování po obvodČ podepĜené desky
Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
stra ana a 68
Vláknobetony
Ing. Vladimír Vesel˘
Zkoušky odolnosti proti požáru RozmČry vzorku : 3,3m x 3m x 0,5m Teplota se mČĜí 50 mm, 100 mm 150 mm od líce vzorku Zásada je, že v hloubce, kde je umístČna hlavní nosná výztuž nesmí teplota pĜekroþit 360 st. C po dobu 180 minut.
Zdroj : Zkoušky požární odolnosti betonu pro ostČní tunelu VMO Brno Dobrovského, Ing.O.Žalud, školení BETOTECH, PodČbrady , leden 2009
Zkoušky odolnosti proti požáru - postup zatČžování ýSN EN 1363-1
T n = T 0 + 345 . log (8 t + 1)
t
Tn
Tn
teplota na povrchu betonu [°C]
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180
20 678,4273 781,3549 841,7959 884,7442 918,0848 945,3401 968,3922 988,366 1005,988 1021,753 1036,017 1049,04 1061,021 1072,114 1082,442 1092,104 1101,181 1109,739
T0 t
poþáteþní teplota T0=20°C þas [min]
Zdroj : Zkoušky požární odolnosti betonu pro ostČní tunelu VMO Brno Dobrovského, Ing.O.Žalud, školení BETOTECH, PodČbrady , leden 2009
stra rana 69 ran 9
ZatČžovací kĜivka 1200
T e p lo ta T n [°C ]
1000 800 600 400 200 0 -20
30
80 ýas t [min]
130
180
Zkoušky odolnosti proti požáru Pohled do rozevĜené komory pĜed zkouškou
Pohled na zadní stranu komory s vnČjším lícem zkušebních vzorkĤ
Pohled do komory pĜed kontrolním okénkem
Zdroj : Zkoušky požární odolnosti betonu pro ostČní tunelu VMO Brno Dobrovského, Ing.O.Žalud, školení BETOTECH, PodČbrady , leden 2009
Zkoušky odolnosti proti požáru Pohled na odpadaný beton
Pohled na zatČžované plochy vzorkĤ betonu
MČĜení hloubky odpadu
Zdroj : Zkoušky požární odolnosti betonu pro ostČní tunelu VMO Brno Dobrovského, Ing.O.Žalud, školení BETOTECH, PodČbrady , leden 2009
stra ana a 70
Ing. Vladimír Vesel˘
Vláknobetony
Zkoušení vláknobetonu Základní vzorek pro zkoušku vláknobetonu ohybem –
150/150/700mm
Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
Zkoušení vláknobetonu VYHODNOCENÍ ZKOUŠEK NORMOVÝCH TRÁMKģ OHYBEM (ρ v,f = 0,5%)
30
Vzorek A
(CLS)m
FRm,c
Vzorek B (CLS)k
FRk,c
Vzorek C PrĤmČrné hodnoty
20 Síla FR [kN]
Charakteristické hodnoty FRm,res,1
FRk,res,2
FRk,res,3
10 FRk,res,1
Km (min FRm,res,1)
Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
strra ana 71 1
1,0
δ t3
δ t2
0,0
δ tk,c δ tm,c
0 2,0
3,0
Deformace δ t [mm]
δ t1 = 3,5
4,0
5,0
Zásady navrhování - prostý vláknobeton (CLS)k
FRk,c
Síla F R [kN]
20
F Rk,res,2
F Rk,res,3
10
F Rk,res,1
1,0
δ t3
0,0
δ tk c δ tm ,c δ t2
0
4/(FKRYiQt
2,0
3,0
δ t1 = 3,5mm
4,0
43/FKRYiQt
Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
Zásady navrhování Vláknobeton vyztužený betonáĜskou ocelí
Zdroj : Co je vláknobeton, doc.Ing. Jan Vodiþka,CSc., BU Pardubice 2010
stra ana a 72
Ing. Vladimír Vesel˘
Vláknobetony
APLIKACE PrĤmyslové podlahy Vodonepropustné konstrukce Budovy Mostovky Prefabrikace UHPC Speciální aplikace
Prı ımyslová podlaha (Drátko)betonová deska na zemní pláni
vysoké statické i dynamické zatíŀ ŀení plošné zatíŀení (palety, výrobky, stroje...) regály manipulaÏní technika
zvláštní poŀ ŀadavky odolnost proti obrusu, nárazu, bezprašnost odolnost proti chemickým látkám izolace – radon, teplo, zvuk, vibrace...
Zdroj : Zásady navrhování prĤmyslových podlah, OldĜich Vlasák , BU 2011
strra ana 73 3
Typy prı ımyslových podlah • S ěezanými spárami • mnoŀ ŀství drátkı ı 20- 25 kg/m3 • spáry 4x4 – 8x8 m – proěez do 1/3 výšky desky – také pro oddÝlení svislých prvkı
• Bezespáré • mnoŀ ŀství drátkı ı 30- 45 kg/m3 • pracovní spáry max 50x50 m
Zdroj : Zásady navrhování prĤmyslových podlah, OldĜich Vlasák , BU 2011
SmÝ Ýrnice pro navrhování DBV Merkblatt Betonové ımyslové podlahy prı Technical Report 34
Software www.dratky.cz
Zdroj : Zásady navrhování prĤmyslových podlah, OldĜich Vlasák , BU 2011
stra ana a 74
Ing. Vladimír Vesel˘
Vláknobetony
Vodonepropustné konstrukce ( tzv - „bílé“, „oranžové“ .. vany ) PĜíklad suteré suterénu pro suché suché vnitĜ vnitĜní prostĜ prostĜedí edí pĜi namá namáhání tlakovou vodou
Deska
StČny
• dmin=25 cm
• dmin=24 cm
• drátkobeton
• drátkobeton
• pĜídavné vyztužení
• konstrukþní výztuž
Zdroj : Vláknobetony a jejich aplikace, VotČch PetĜík , BU 2010
Vodonepropustné konstrukce obytná obytná budova budova Hesperiden Hesperiden Park, Park, 2. 2. BA, BA, Nürnberg Nürnberg
Zdroj : Vláknobetony a jejich aplikace, VotČch PetĜík , BU 2010
strra ana 75 5
Budovy - drátkobeton v rodinných domech
NČmecko 2000-2010: 25.000 referenþních objektĤ
Zdroj : Drátkobetony 2010, OldĜich Vlasák
Budovy - základové pasy
Zdroj : Drátkobetony 2010, OldĜich Vlasák
stra ana a 76
Ing. Vladimír Vesel˘
Vláknobetony
Budovy - podzemní stČny
Zdroj : Drátkobetony 2010, OldĜich Vlasák
Podlahové desky
Neplní statickou funkci – veškeré zatížení je pĜenášeno pĜímo do základové konstrukce
Základové desky
Zdroj : Drátkobetony 2010, OldĜich Vlasák
stra rana 77 ran 7
Budovy - spĜažené stropní konstrukce
Tlaþená þást prĤĜezu
Zdroj : Drátkobetony 2010, OldĜich Vlasák
Mostovky Mostovka spĜaženého ocelobetonového
mostu – jihozápadní obchvat Prahy, most pĜes Lohkovské údolí Požadavek – omezení šíĜky trhlin na max. 0,1 mm = trvanlivost Použití polypropylenových mikrovláken 1,35 kg/m3 betonu C35/45, XF1,S3
Zdroj : Vláknobeton desky mostovky spĜaženého ocelobetonového mostu pĜes lohkovské údolí K.Dahinter, J.Kolísko, V.Vacek, O.Vích, P.MaĜík, J.Štastný,P.Macháþek, Beton TKS 2/2010
stra ana a 78
Ing. Vladimír Vesel˘
Vláknobetony
Mostovky Letecký pohled na stavbu mostu
Dokonþený most – jaro 2010
Zdroj : Vláknobeton desky mostovky spĜaženého ocelobetonového mostu pĜes lohkovské údolí K.Dahinter, J.Kolísko, V.Vacek, O.Vích, P.MaĜík, J.Štastný,P.Macháþek, Beton TKS 2/2010
Prefabrikace PĜedem PĜedem pĜedpjatý pĜedpjatý vláknobeton vláknobeton (samozhutnitelný) (samozhutnitelný)
vf
Eliminace mČkké výztuže, smyková únosnost Zdroj : Vláknobetony a jejich aplikace, VotČch PetĜík , BU 2010
stra rana 79 ran 9
UHPC Vysokohodnotné Vysokohodnotné vláknobetony vláknobetony
..modulá ..modulární rní systé systém z prefabrikovaných prvkĤ prvkĤ Zdroj : Vláknobetony a jejich aplikace, VotČch PetĜík , BU 2010
Speciální aplikace „SpĜažená „SpĜažená stropní stropní deska deska zz vláknobetonu“ vláknobetonu“
Zdroj: K. Holschemacher, S. Klotz, S. Köhler: Verbunddecken aus Stahlfaserbeton
• Zesílení stávající stropní konstrukce v Lipsku
• Bez použití betonáĜské výztuže • 50 kg/m3 ocelových vláken Zdroj : Vláknobetony a jejich aplikace, VotČch PetĜík , BU 2010
stra ana a 80
Ing. Vladimír Vesel˘
Vláknobetony
Speciální aplikace „SpĜažená „SpĜažená stropní stropní deska deska zz dĜevČných dĜevČných trámĤ trámĤ aa stropních stropních prvkĤ“ prvkĤ“
Zdroj: O. Hemmy, S. Droesse: Verbunddecke aus Holzbalken und Elementdecken
• zmonolitnČní 9 cm silnou drátkobetonovou nadbetonávkou • ocelové drátky 40 kg/m3 • rozpČtí trámĤ 4,5 m, vzdálenost 3,3 m Zdroj : Vláknobetony a jejich aplikace, VotČch PetĜík , BU 2010
Speciální aplikace – rekonstrukce vozovek „White „White Topping“ Topping“ (syntetická (syntetická vlákna) vlákna)
PĜíprava
Koneþný vzhled Pokládka finišerem
Zdroj : Vláknobetony a jejich aplikace, VotČch PetĜík , BU 2010
stra rana 81 ran 1
Znaþkové produkty ýMB STEELCRETE® STEELCRETE® a FLOORCRETE® FLOORCRETE® STEELCRETE® STEELCRETE® a FLOORCRETE® FLOORCRETE® jsou obchodní názvy pro dva znaþkové vláknobetony s ocelovými vlákny a pĜedem známými technickými parametry STEELCRETE® STEELCRETE® a FLOORCRETE® FLOORCRETE® jsou drátkobetony, vyrábČné v souladu s ýSN EN 206-1 a PN ýMB 01-2008 na které bylo vydáno STO
Znaþkové produkty ýMB STEELCRETE® STEELCRETE® a FLOORCRETE® FLOORCRETE® STEELCRETE®
typový vláknobeton : beton, pro který jsou výrobci specifikovány požadované vlastnosti a doplĖující charakteristiky betonu a výrobce zodpovídá za dodání betonu vyhovujícího požadovaným vlastnostem a doplĖujícím charakteristikám.
FLOORCRETE®
vláknobeton se zaruþeným obsahem vláken : beton dle ýSN EN 206-1, jehož základní struktura je doplnČna vlákny, která mohou být libovolného pĤvodu (materiálu), tvarĤ a rozmČru a jejichž obsah (dávka) v betonu je zaruþen(a).
stra ana a 82
Ing. Vladimír Vesel˘
Vláknobetony
Použití FLOORCRETE® - pĜíklad Rekonstrukce podlah Karlovy vary
FLOORCRETE C 20/25 Komplikovaný pĜíjezd k objektu
Doprava FLOORCRETE þerpadlem do objektu objektu
Použití FLOORCRETE® - pĜíklad Rekonstrukce podlah Karlovy vary
Bezproblémové rozlévání
Homogenní FLOORCRETE
Koneþný vzhled
stra rana 83 ran 3
Použití FLOORCRETE® Mošnov – rozšíĜení plochy pro opravy letadel
FLOORCRETE C 20/25 a C 25/30 Pohled na staveništČ
Pokládka
Použití FLOORCRETE® Mošnov – rozšíĜení plochy pro opravy letadel
FLOORCRETE C 20/25 a C 25/30 Pokládka z mixu v uzavĜené þásti
Koneþný vzhled
stra ana a 84
Ing. Vladimír Vesel˘
Použití
Vláknobetony
STEELCRETE®
Základová deska rodinného domu v obci ChýnČ
Použití
STEELCRETE®
Spodní patro rodinného domu – obec ZahoĜany STEELCRETE byl použit pro konstrukci „bílé vany“
Detail Ĝízené smršĢovací spáry Betonáž þerpadlem Hotová konstrukce
stra rana 85 ran 5
Vývojové programy ve skupinČ ýeskomoravský beton Vláknobeton pro betonové trouby Objektivní požadavek :
Podmínka : mít mČĜitelný parametr na finálním výrobku pro porovnání Únosnost ve vrcholovém zatížení
PotĜeba nahradit výztuž
Zdroj : Praktické použití vláknobetonu, J.Vodiþka,V.Veselý,K,KoláĜ,J.Krátký , Beton TKS 2/2010
Vývojové programy Vláknobeton pro betonové trouby Test na betonové troubČ vyztužené ocelovou spirálou uprostĜed
Test na betonové troubČ vyztužené ocelovými spirálami vnČ a uvnitĜ prĤĜezu
1 400 mm
600 mm Výsledek v obou pĜípadech : Náhrada výztuže je možná ocelovými vlákny 1/50 mm
v dávce 40 kg/m3
Zdroj : Praktické použití vláknobetonu, J.Vodiþka,V.Veselý,K,KoláĜ,J.Krátký , Beton TKS 2/2010
stra ana a 86
Ing. Vladimír Vesel˘
Vláknobetony
Vývojové programy Kombinace STEELCRETE s mČkkou betonáĜskou výztuží Cíl projektu : Zjistit míru spolupĤsobení ocelových vláken s ocelovou výztuží v trámových konstrukcích ýást vyrobených tČles Fixace výztuže ve formách
Zdroj : Spolupúsobení klasické a rozptýlené výztuže, Jan.L.Vítek, Stanislav SmiĜinský, Beton TKS 2010
Vývojové programy Kombinace STEELCRETE s mČkkou betonáĜskou výztuží Výsledky testĤ NejvýhodnČjší kombinace
MČkká výztuž 2xR8mm
MČkká výztuž 2xR8mm+40kg drátkĤ
MČkká výztuž 2xR8mm+60kg drátkĤ
Zdroj : Spolupúsobení klasické a rozptýlené výztuže, Jan.L.Vítek, Stanislav SmiĜinský, Beton TKS 2010
stra rana 87 ran 7
Vývojové programy Vsokopevnostní STEELCRETE 150 MPa Detail trhliny
RozmístČní trhlin po délce prĤĜezu
Vývojové programy Vsokopevnostní STEELCRETE 150 MPa
Lépe pĤsobí UHPC
Graf závislosti Síla/prĤhyb Trámce s mČkkou výztuží
Trámce s UHPC
Lépe pĤsobí železobeton
Deformace – prĤhyb trámce
stra ana a 88
Ing. Vladimír Vesel˘
Vláknobetony
Vývojové programy – Plovoucí vláknobetonový ostrĤvek FC60/67,2,2-1,2, XF1, Cl 0,4, Dmax 8, F6 Dávka 5,0kg syntetických makrovláken Max. prĤsak 11 mm TloušĢka stČny 60 mm
Tvar prvku
Polystyrenové jádro
Vývojové programy – Plovoucí vláknobetonový ostrĤvek Výroba prvku
strra ana 89 9
Hotový prvek ve výrobní poloze
Vývojové programy – Plovoucí vláknobetonový ostrĤvek Spojené prvky pĜed umístČním
Evidence snĤšky
na vodní ploše
Vylíhlá mláćata rybáka obecného
OcenČní MŽP SR
Kde získat informace Sborníky FIBRECONCRETE 2007 2009 K volnému stažení na : www.betontks.cz
DAfStb-Richtlinie
2011
Novela EN 206 duben 2012 Bude obsahovat nČkterá ustanovení týkající se vláknobetonu
Stahlfaserbeton
stra ana a 90
Ing. Vladimír Vesel˘
Vláknobetony
ZávČr Vláknobeton – je samostatný stavební materiál a má
bezesporu své specifické místo mezi stavebními materiály Technologie – nejdĤležitČjší dosáhnout výrobnČ homogenního vláknobetonu, který ve výsledku splní požadované vlastnosti Zkoušení – bylo by tĜeba sjednotit zkušební postupy vþetnČ vyhodnocení výsledkĤ zkoušek Aplikace – výhodná pĜi prokázání efektĤ ekonomických a užitkových pro investora i spoleþnost
sttra ana 91
Ing. Vladimír Vesel˘
stran na 92
Ing. Vladimír Vesel˘
Modul pruÏnosti betonu
Modul pružnosti betonu Ing. Vladimír Veselý
Odborný seminár BETÓNRACIO 2012 Horný Smokovec, Vysoké Tatry 2. - 3. február 2012
Opakování Beton je kĜehká hmota, ale pĜi krátkodobém statickém zatížení se chová pružnČ. Velikost pĜetvoĜení závisí na velikosti napČtí : - pĜetvárných vlastnostech kameniva - cementového kamene, - hutnosti, vlhkosti a stáĜí betonu. Pružné chování betonu je možno zjednodušenČ uvažovat pro malá napČtí v tlaku do velikosti 0,33 až 0,4 pevnosti v tlaku. V oblasti malých krátkodobých napČtí je možno zjednodušenČ pĜedpokládat platnost Hookova zákona E = ı / İ ObecnČ však závislost napČtí na pĜetvoĜení není lineární, takže modul pružnosti není konstantní – se zvyšujícím se napČtím modul pružnosti klesá. PomČr napČtí ı k odpovídajícímu pružnému pĜetvoĜení İ vyjadĜuje seþnový modul pružnosti.
sttra ana 93
stran na 93
Opakování ObecnČ však závislost napČtí na pĜetvoĜení není lineární, takže modul pružnosti není konstantní – se zvyšujícím se napČtím modul pružnosti klesá. PomČr napČtí ı k odpovídajícímu pružnému pĜetvoĜení İ vyjadĜuje seþnový modul pružnosti.
Opakování - zušebnictví DČlení Statický modul pružnosti – zkouší se pĜi zatížení tlakovým napČtím dle ISO 6784 zkoušení je destruktivní a pomČrnČ pĜesné Dynamický modul pružnosti (je o cca. 20 % vyšší než statický). Zkouší se metodami : - ultrazvuková dle ýSN 73 1371 - rezonanþní metoda dle ýSN 73 1372 zkoušení je nedestruktivní, ménČ pĜesné ale rychlé
stra ana a 94
Ing. Vladimír Vesel˘
Modul pruÏnosti betonu
Stanovení statického modulu pružnosti betonu Zkušební tČlesa Jako zkušební tČlesa se pĜednostnČ používají válce o prĤmČru 150 mm a výšce 300 mm. Je možné použít i jiná zkušební tČlesa, ale jen za pĜedpokladu, že pomČr délky k prĤmČru je v rozmezí 2 L/d 4 ( napĜ. trámec o rozmČrech 100 x 100 x 400 mm) a prĤmČr d je nejménČ þtyĜnásobek velikosti nejvČtšího zrna kameniva v betonu
Opakování - pĜedstava o pružných deformacích dle eurokódu Pružné deformace betonu velkou mČrou závisí na jeho složení
(zejména na kamenivu). Hodnoty uvedené v této normČ (EN 1992-1-1) se mají považovat za smČrné pro obecné použití. Avšak pokud je konstrukce citlivá na odchylky od tČchto obecných hodnot, mají se tyto hodnoty stanovit pĜesnČji. Modul pružnosti betonu závisí na modulu pružnosti jeho složek. PĜibližné hodnoty modulu pružnosti Ecm(seþnová hodnota mezi ıc = 0 a 0,4 fcm) pro betony se silikátovým kamenivem jsou uvedeny v tabulce 3.1. EN 1992-1-1 Pro vápencové a pískovcové kamenivo se mají hodnoty snížit o 10 %, resp. 30 %. Pro þediþové kamenivo se mají hodnoty zvýšit o 20 %.
strra st ana 95 5
Opakování - pĜedstava o pružných deformacích dle eurokódu PĜibližné hodnoty modulu pružnosti Ecm betonu v závislosti na pevnosti betonu v tlaku a použitém druhu kmeniva dle EN-1992-1-1 tab.3.1 100 90
fck [MPa]
80
silikátové kamenivo
MPa/GPa
70 60
vápencové kamenivo
50
pískovcové kamenivo
40
þediþové kamenivo
30 20 10 0
12 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 Válcová pevnost v tlaku fck [Mpa]
Stanovení statického modulu pružnosti betonu PrĤbČh zkoušky
stra ana a 96
Ing. Vladimír Vesel˘
Modul pruÏnosti betonu
Stanovení statického modulu pružnosti betonu Úskalí-zdroje nepĜesností Jak dopadly jedny z MPZ ?
Stanovení statického modulu pružnosti betonu Úskalí - zdroje odchylek výsledkĤ zkoušek Srovnávací pevnost betonu v tlaku fc se stanoví na
tĜech tČlesech, která jsou stejná velikostí i tvarem jako tČlesa, která budou použita pro stanovení statického modulu pružnosti (nČkdy se použijí pro stanovení pevnosti v tlaku krychle a zapomene se na pĜepoþet, bohužel je umožnČn i odhad pevnosti) NapČtí se plynule zvyšuje až do hodnoty ıa = fc /3 a udržuje se po dobu 60 s, následnČ se do 30 s provede odeþet (rĤzná mČĜidla a zpĤsob odeþtu – analogové/ digitální hodinky, fyzický odeþet/ snímaþ hodnot pĜímo do PC ) RĤzná zkušební tČlesa – vliv tvaru/štíhlostní pomČr Koncování zkušebních tČles se mĤže lišit
strra st ana 97 7
Stanovení statického modulu pružnosti betonu Úskalí-zdroje nepĜesností Vliv tvaru zkušebních tČles Tvar zkušebních tČles významnČ ovlivĖuje výsledek zkoušky, výrazný rozdíl je mezi výsledky na normou definovaných válcích 150x300mm a na hranolech 100x100x400mm Výsledky na tČlesech s mezním štíhlostním pomČrem 1:4 poskytují zjevnČ vyšší hodnoty statického modulu pružnosti než tČlesa se štíhlostním pomČrem 1:2 Na trámcích vyĜezaných z konstrukce je dosahováno nižších hodnot než na trámcích zhotovených ve formČ Pro stejný beton lze namČĜit hodnotu, která požadavkĤm projektu vyhoví, anebo hodnotu, která bude výraznČ nevyhovující a to ve stejné laboratoĜi Zdroj: Studium vlivu tvaru, velikosti a zpĤsobu pĜípravy zkušebního tČlesa na výsledek zkoušky statického modulu pružnosti betonu v tlaku , Petr HuĖka, JiĜí Kolísko, Beton TKS 1/2011
Stanovení statického modulu pružnosti betonu Úskalí-zdroje nepĜesností Vliv tvaru zkušebních tČles – výsledky experimentĤ
Zdroj: Studium vlivu tvaru, velikosti a zpĤsobu pĜípravy zkušebního tČlesa na výsledek zkoušky statického modulu pružnosti betonu v tlaku , Petr HuĖka, JiĜí Kolísko, Beton TKS 1/2011
stra ana a 98
Ing. Vladimír Vesel˘
Modul pruÏnosti betonu
Faktory ovlivĖující modul pružnosti betonu v tlaku Vstupní složky
- kamenivo – vlastnosti horniny (modul pružnosti ) - vlastnosti kameniva (EN 12670) - zastoupení frakcí ( celková kĜivka zrnitosti kameniva v betonu) - cement – modul pružnosti a podíl cementového tmele v objemu betonu - voda – vodní souþinitel (V/C = pevnost) - pĜísady – vliv pouze sekundární - vzduch – významný negativní vliv OšetĜování betonu Stav vzorku pĜi zkoušce
EXPERIMENTY V LABORATOěÍCH BETOECH 1. V laboratoĜích BETOTECHu v OstravČ a BrnČ - Gajdošova probíhaly ve spolupráci s Ústavem geoniky AV ýR a Katedrou materiálového inženýrství TU Ostrava zkoušky modulu pružnosti hornin a ovČĜení vlivu rĤzného kameniva na modul pružnosti betonu v tlaku 2. V laboratoĜi BETOTECHu v BrnČ – Jihlavská probíhaly v rámci bakaláĜských prací experimenty k ovČĜení vlivu složení betonu na statický modul betonu v tlaku (kamenivo, pĜímČsi, pĜísady a obsah vzduchu) 3. V laboratoĜi BETOTECHu v BerounČ a Mostu probČhl v rámci bakaláĜské práce experiment „Statický modul pružnosti betonu v závislosti na vodním souþiniteli a použití superplastifikátoru
strra st ana 99 9
1. Modul pružnosti kamene - horniny Hodnoty jsou ovlivnČny vznikem, mineralogickým složením,
texturou a strukturou horniny Vysoký modul mají hutné vyvĜelé horniny – þediþ, diorit, gabro, diabas. V literatuĜe se hodnoty MP kamene uvádí jen výjimeþnČ: Hornina
Pevnost v tlaku (MPa)
Modul pružnosti (GPa)
Žula, syenit
160 - 280
40 - 75
diorit, gabro
170 - 300
50 - 100
kĜemenný porfyr, andezit
180 - 300
25 - 65
þediþ, melafyr
290 - 400
55 - 115
diabaz
180 - 250
70 - 90
KĜemenec, droby
150 - 300
60 - 75
KĜemenný pískovec
120 - 200
10 - 45
Vápence, dolomity
80 - 180
20 - 85
Rula
160 - 280
10 - 30
Amfibolit
170 - 280
45 - 50
Zdroj: Modul pružnosti a kamenivo, Václav Blížkovský, JiĜí šafrata, Školení BETOTECH, Skalský DvĤr, leden 2011
1.Modul pružnosti kamene - horniny
Skuteþné hodnoty MP používaného kameniva neznáme, nezkouší se.
NejpoužívanČjší druh horniny na severní MoravČ je sedimentární hornina Moravská droba
Typickým petrografickým znakem sedimentárních hornin je vČtšinou pravidelné stĜídání poloh drobových a bĜidliþnatých þi prachovcových.
Norma ýSN EN 12620 Kamenivo do betonu neposuzuje množství rozlišných þástic kameniva.
Podle ýSN 72 1180 Stanovení rozlišných þástic kameniva byl stanoven obsah jiných než drobových zrn v kamenivech na nČkterých betonárnách ve frakcích 8/16 a 11/22 s výsledkem : 6,5 až až 59,4 % !!
Zrna bĜidlic vykazují nižší tvrdost a mechanickou odolnost v porovnání se zrny samotné droby.
ZámČr : sledování hodnoty MP u hornin používaných pro betony vyšších pevnostních tĜíd. Zdroj: Modul pružnosti a kamenivo, Václav Blížkovský, JiĜí šafrata, Školení BETOTECH, Skalský DvĤr, leden 2011
strana na 100 0
Ing. Vladimír Vesel˘
Modul pruÏnosti betonu
1. Modul pružnosti kamene - horniny Detail lomové stČny
Deklarace kameniva/složení
¾ Moravská droba - 18 % droba
- 9 % bĜidlice - 73 % slepence
Zdroj: Modul pružnosti a kamenivo, Václav Blížkovský, JiĜí šafrata, Školení BETOTECH, Skalský DvĤr, leden 2011
1. Stanovení modulu pružnosti na horninČ Ústav geoniky AVýR, stanovil MP na vybraných
kusech hornin z lomĤ HrabĤvka, Výkleky a Bílþice. VýbČr hornin byl proveden odborníkem na geologii
tak, aby byly podchyceny charakteristické typy hornin vyskytujících se v dané lokalitČ. Z vybraných kusĤ byly provedeny vývrty zkušebních
tČles o rozmČrech d = 47 mm , h = 94 mm a ta byla podrobena zkoušce pevnosti v tlaku a modulu pružnosti. Zkoušky byly provedeny vždy na tĜech tČlesech pro jeden typ horniny. Zdroj: Modul pružnosti a kamenivo, Václav Blížkovský, JiĜí šafrata, Školení BETOTECH, Skalský DvĤr, leden 2011
strra st ana 101 01
1. Stanovení modulu pružnosti na horninČ droba
Lom HrabĤvka bĜidlice
prachovec
Zdroj: Modul pružnosti a kamenivo, Václav Blížkovský, JiĜí šafrata, Školení BETOTECH, Skalský DvĤr, leden 2011
1. Stanovení modulu pružnosti na horninČ Lom Výkleky - droba
Lom Bílþice - þediþ
Zdroj: Modul pružnosti a kamenivo, Václav Blížkovský, JiĜí šafrata, Školení BETOTECH, Skalský DvĤr, leden 2011
strana na 102 0
Modul pruÏnosti betonu
Ing. Vladimír Vesel˘
Výsledky zkoušek modulĤ pružnosti na odebraných vzorcích hornin Lokalita / lom
Oznaþ .
hornina
Objemová hmotnost
Pevnost v tlaku
[kg.m-3]
Hodnoty uvádČné v literatuĜe
1. Stanovení modulu pružnosti na horninČ
Modul pružnosti
[MPa]
[GPa]
min
max
Ø
min
max
Ø
min
max
Ø
60-75
HrabĤvka
droba
778
2 657
2 691
2675
165
231
189
49,00
52,10
50,20
HrabĤvka
bĜidlice
779
2 725
2 762
2742
174
221
194
32,90
35,00
34,17
HrabĤvka
prachovec
781
2 680
2 684
2683
165
221
191
43,90
49,80
46,35
Výkleky
šedá droba
782
2 629
2 650
2641
205
226
218
47,80
48,80
48,23
60-75
Bílþice
þediþ
789
2 929
2 962
2944
237
287
266
43,70
52,10
48,27
55-115
• PĜestože byla zkušební tČlesa vyvrtána z jednoho kusu horniny a v jednom smČru, je rozptyl výsledkĤ velký. Zdroj: Modul pružnosti a kamenivo, Václav Blížkovský, JiĜí šafrata, Školení BETOTECH, Skalský DvĤr, leden 2011
1. Stanovení modulu pružnosti na horninČ MP maximum (Gpa) MP minimum (Gpa)
Modul pružnosti
PrĤmČr (Gpa)
55,00 52,10 50,00
52,10
50,20 49,00
49,80 46,35
45,00
48,80 48,23 47,80
48,27 43,70
43,90
40,00 35,00
34,17 32,90
35,00
30,00 778
779
781
782
789
Oznaþení kameniva
• Je zapotĜebí vyzkoušet vČtší soubor vzorkĤ vyvrtaných pod rĤzným úhlem k vrstevnatosti sedimentu. Zdroj: Modul pružnosti a kamenivo, Václav Blížkovský, JiĜí šafrata, Školení BETOTECH, Skalský DvĤr, leden 2011
strra st ana 103 03
1. Experimentální zjištČní významných vlivĤ ve složení betonu na jeho modul pružnosti B1 - Referenþní zámČs : CEM I 42,5R
400 kg 0/4 DTK 805 kg 4/8 HTK 212 kg 8/16 HDK droba 795 kg voda (vodní souþinitel w=0,4) 150 kg superflastikifátor G110 ( 0,8% cementu) 3,2kg B2 - Náhrada objemu HDK 8/16 þediþem B3 - Úprava vodního souþinitele na w = 0,5 B4 - PĜidání provzdušĖovací pĜísady
Zdroj: zadání diplomové práce Bc. Stuchlíkové, OU Ostrava, 2010
1. Experimentální zjištČní významných vlivĤ ve složení betonu na jeho modul pružnosti Výsledky
Popis
ozn.
tlak
odchylka tlak
DMP
SMP
odchylka SMP
[MPa]
[%]
[GPa]
[GPa]
[%]
referenþní
B1
69,6
100,0
50,5
30,5
100,0
þediþ
B2
82,6
118,8
59,5
40,5
132,8
(0,1)
B3
56,9
81,8
45,5
25,0
82,0
zvýšený vzd. (1,3%)
B4
65,4
94,0
48,0
28,5
93,4
zvýšený v/c
Vliv zmČn složení betonu na MP
Odchylka tlak (%) Odchylka SMP (%)
Pouhá výmČna HDK 8-16 droba/þediþ pĜinesla nárĤst :
140 130 120 110
pevnosti betonu v tlaku o 13 MPa
100 90 80
modulu pružnosti betonu v tlaku o 10 Gpa
70 60 50 Referenþní
þediþ
zvýšený v/c (0,1)
zvýšená vzd. (1,3%)
Zdroj: diplomová práce Bc. Stuchlíkové, OU Ostrava, 2010
strana na 104 0
Ing. Vladimír Vesel˘
Modul pruÏnosti betonu
2. Vliv pĤvodu kameniva v betonu na statický modul pružnosti betonu Složení betonu: Dávka v kg/m3
Materiál Cem I 42,5 R Mokrá 0/4 Bratþice 4/8 8/16 Sika VSC 1035 Voda celkem
400 840 180 720 2,000 190
Zkoušená kameniva 4/8 a 8/18 byla z lokality Olbramovice(drcené,prané, granodiorit), Želešice(drcené,amfibolit), Bílþice(drcené, þediþ), Tovaþov(tČžené,prané, silikátové), Luleþ(drcené,pĜevažuje moravská droba). Hmotnost kameniva v betonu se mČnila v závislosti na jeho objemové hmotnosti (zachován objem kameniva).
Zdroj: Vliv složení betonu na statický modul pružnosti betonu, O.Žalud - BETOTECH, s.r.o., T.Vymazal, O.Jelínek, Michal Melo, P.Janoušek, F. Verner, D. Žídek – VUT Brno, Školení BETOTECH 2011,Skalský DvĤr, leden 2011
2. Vliv pĤvodu kameniva v betonu na statický modul pružnosti betonu Výsledky zkoušek
Kamenivo Olbramovice Želešice Bílþice Tovaþov Luleþ
Obsah Obj. hm. Obj. hm. ZB Sednutí vzduchu ýB [kg.m-3] [kg.m-3] [mm] [%] 150 200 140 170 90
2,4 1,8 2,3 2,8 1,9
2380 2470 2430 2320 2340
2357 2433 2420 2290 2310
Zdroj: Vliv složení betonu na statický modul pružnosti betonu, O.Žalud - BETOTECH, s.r.o., T.Vymazal, O.Jelínek, Michal Melo, P.Janoušek, F. Verner, D. Žídek – VUT Brno, Školení BETOTECH 2011,Skalský DvĤr, leden 2011
strra st ana 105 05
Statický Krychelná Válcová Válcová modul pevnost pevnost /Krychelná pružnosti [MPa] [MPa] MPa 62,9 47,9 32 200 0,762 59,9 44,1 0,736 33 700 59,7 40,4 0,677 36 000 49,4 40,9 0,828 29 300 50,7 44,6 0,880 30 500
2. Vliv pĤvodu kameniva v betonu na statický modul pružnosti betonu Závislost statického modulu pružnosti betonu na pĤvodu hrubého kameniva 37 000
70
31 000 30 000
32 200
36 000
33 700
50,7
49,4
PĜedpoklad dle eurokódu
32 000
60
59,7
PĜedpoklad dle eurokódu
33 000
59,9
PĜedpoklad dle eurokódu
34 000
PĜedpoklad dle eurokódu
35 000
PĜedpoklad dle eurokódu
62,9
36 000
50 40
Statický modul pružnosti MPa Krychelná pevnost [MPa]
29 300
30 500
29 000
30 20 10 0
Olbramovice
Želešice
Bílþice
Tovaþov
Luleþ
ZávČr : pĤvod hrubého kameniva ovlivĖuje statický modul pružnosti betonu, obecnČ lze konstatovat, že kameniva z hornin typu þediþe a amfibolitu vykazují vyšší statický modul pružnosti betonu Zdroj: Vliv složení betonu na statický modul pružnosti betonu, O.Žalud - BETOTECH, s.r.o., T.Vymazal, O.Jelínek, Michal Melo, P.Janoušek, F. Verner, D. Žídek – VUT Brno, Školení BETOTECH 2011,Skalský DvĤr, leden 2011
2. Vliv pĜímČsi a její dávky na statický modul pružnosti betonu Složení betonu: Materiál suchý Cem I 42,5 R Mokrá 0/4 Bratþice 4/8 Olbramovice 8/16 Olbramovice Sika VSC 1035 Popel Opatovice Vápenec þ. 7 Mokrá Voda celkem
0
P75
P150
V50
V100
350 900 180 720 1,75 0 0 190
320 835 180 720 1,75 75 0 190
300 764 180 720 1,75 150 0 190
340 857 180 720 1,75 0 50 190
330 815 180 720 1,75 0 100 190
Zdroj: Vliv složení betonu na statický modul pružnosti betonu, O.Žalud - BETOTECH, s.r.o., T.Vymazal, O.Jelínek, Michal Melo, P.Janoušek, F. Verner, D. Žídek – VUT Brno, Školení BETOTECH 2011,Skalský DvĤr, leden 2011
strana na 106 0
Modul pruÏnosti betonu
Ing. Vladimír Vesel˘
2. Vliv pĜímČsi a její dávky na statický modul pružnosti betonu KďũĞŵŽǀĄŚŵŽƚŶŽƐƚ Ϯ ZĐƵďEͬŵŵ ϯ ŬŐͬŵ
KnjŶĂēĞŶşnjĄŵĢƐŝ Ϭ Wϳϱ WϭϱϬ sϱϬ sϭϬϬ
ϮϯϮϬ ϮϯϬϮ ϮϮϳϳ ϮϯϮϯ ϮϯϮϬ
Ϯ
ZĐLJůEͬŵŵ
DWĂ
ϯϵ͕ϱ ϰϬ͕ϴ ϰϬ͕ϵ ϯϵ͕ϲ ϯϵ͕ϱ
ϮϴϱϬϬ ϯϭϱϬϬ ϯϭϱϬϬ ϯϬϯϱϬ ϯϭϭϬϬ
ϰϵ͕ϳ ϰϴ͕ϱ ϰϵ͕ϭ ϰϲ͕ϱ ϰϱ͕ϯ
Zdroj: Vliv složení betonu na statický modul pružnosti betonu, O.Žalud - BETOTECH, s.r.o., T.Vymazal, O.Jelínek, Michal Melo, P.Janoušek, F. Verner, D. Žídek – VUT Brno, Školení BETOTECH 2011,Skalský DvĤr, leden 2011
2. Vliv pĜímČsi a její dávky na statický modul pružnosti betonu PĜedpokládaný modul pružnosti dle eurokódu je cca 32-35GPa
Závislost statického modulu pružnosti betonu na druhu a dávce pĜímČsi 45
32000 31500
31500
31500
Statický modul pružnosti MPa
31100
40,9 39,6
39,5
30500
39,5
30350 35
30000
Popílek 75 kg
29500
Popílek 150 kg
vápenec 50 kg
vápenec 100 kg 30
29000 28500 28500 28000
Bez pĜímČsi
25 E [MPa]
27500
Rcyl [N/mm2] 20
27000 0
P75
P150
V50
V100
ZávČr : Použití pĜímČsi v bČžných dávkách zvyšuje modul pružnosti betonu, tuto dávku je nutné optimalizovat (obecné tvrzení, že beton s nízkým obsahem jemných þástic má vyšší statický modul pružnosti, se nepotvrdilo) Zdroj: Vliv složení betonu na statický modul pružnosti betonu, O.Žalud - BETOTECH, s.r.o., T.Vymazal, O.Jelínek, Michal Melo, P.Janoušek, F. Verner, D. Žídek – VUT Brno, Školení BETOTECH 2011,Skalský DvĤr, leden 2011
strra st ana 107 07
40
Válcová pevnost v tlaku MPa
40,8
31000
2. Vliv obsahu vzduchu v betonu na statický modul pružnosti betonu Složení betonu:
Dávka v kg/m3
Materiál Cem I 42,5 R Mokrá 0/4 Bratþice 4/8 Olbram 8/16 Olbram Fro V5 Sika VSC 1035 Voda celkem
400 820 180 720 0-1 2,000 185
Zdroj: Vliv složení betonu na statický modul pružnosti betonu, O.Žalud - BETOTECH, s.r.o., T.Vymazal, O.Jelínek, Michal Melo, P.Janoušek, F. Verner, D. Žídek – VUT Brno, Školení BETOTECH 2011,Skalský DvĤr, leden 2011
2. Vliv obsahu vzduchu v betonu na statický modul pružnosti betonu Výsledky
Sednutí V vzduchu [mm] [%] 200 2,9 200 4,0 190 5,0 230 5,8 220 6,5 180 8,0
OHZB 3
[kg/m ] 2355 2366 2304 2298 2272 2251
RB 3
[kg/m ] 64,5 64,5 55,1 54,8 51 45,5
E [GPa] 36 600 36 000 35 100 32 900 32 400 31 000
Ultrazvuk v [m/s] 4373 4396 4341 4294 4303 4238
Rschmidt [MPa] 40,6 43,4 40,9 37,9 38,7 37,0
Zdroj: Vliv složení betonu na statický modul pružnosti betonu, O.Žalud - BETOTECH, s.r.o., T.Vymazal, O.Jelínek, Michal Melo, P.Janoušek, F. Verner, D. Žídek – VUT Brno, Školení BETOTECH 2011,Skalský DvĤr, leden 2011
strana na 108 0
Modul pruÏnosti betonu
Ing. Vladimír Vesel˘
2.Vliv obsahu vzduchu v betonu na statický modul pružnosti betonu Závislost statického modulu pružnosti betonu na obsahu vzduchu 38 000
37 000
Satický modul pružnosti betonu [ Mpa]
36 600 36 000
36 000
35 100
35 000
34 000
33 000
32 900 32 400
32 000
31 000
31 000
30 000 2,5
3,5
4,5
5,5
6,5
7,5
8,5
Obs ah vzduchu v ýB [%]
Zdroj: Vliv složení betonu na statický modul pružnosti betonu, O.Žalud - BETOTECH, s.r.o., T.Vymazal, O.Jelínek, Michal Melo, P.Janoušek, F. Verner, D. Žídek – VUT Brno, Školení BETOTECH 2011,Skalský DvĤr, leden 2011
2. Vliv obsahu vzduchu v betonu na statický modul pružnosti betonu Závislost statického modulu pružnosti betonu na pevnosti v tlaku 37 000
Statický modul pružnosti betonu MPa
36 600
Dle eurokódu
36 000
36 000
35 100
35 000
34 000
33 000
32 900
ZávČr : se vzrĤstajícím obsahem vzduchu v betonu klesá pevnost betonu v tlaku a podobnČ klesá i modul pružnosti betonu
32 400 32 000
31 000
31 000
30 000 40
45
50
55 60 Pevnost betonu v tlaku v MPa
Zdroj: Vliv složení betonu na statický modul pružnosti betonu, O.Žalud - BETOTECH, s.r.o., T.Vymazal, O.Jelínek, Michal Melo, P.Janoušek, F. Verner, D. Žídek – VUT Brno, Školení BETOTECH 2011,Skalský DvĤr, leden 2011
strra st ana 109 09
65
70
2. Vliv plastifikaþní pĜísady na statický modul pružnosti betonu Složení betonu : Materiál suchý
BV40
Cem I 42,5 R Mokrá 0/4 Bratþice 4/8 Olbram 8/16 Olbram BV40 Sika VSC 1035 Sika 3088 CZ Sikament 100 WR 711 Voda celkem
VSC 1035 VSC 3088
400 872 180 720 3,2
400 872 180 720
400 872 180 720
Sikament 100
WR711
400 872 180 720
400 872 180 720
2,00 2,40 4,0 185
185
185
185
1,40 185
Zdroj: Vliv složení betonu na statický modul pružnosti betonu, O.Žalud - BETOTECH, s.r.o., T.Vymazal, O.Jelínek, Michal Melo, P.Janoušek, F. Verner, D. Žídek – VUT Brno, Školení BETOTECH 2011,Skalský DvĤr, leden 2011
2. Vliv plastifikaþní pĜísady na statický modul pružnosti betonu Výsledky Oznaþení zámČsi
Sednutí [mm]
BV40 VSC 1035 VSC 3088 Sikament 100 WR 711
45 75 65 45 195
Obj. hm. Válcová Obsah Obj. hm. ZB ýB [kg.mpevnost 7 vzduchu [%] [kg.m-3] 3] dní [MPa] 3,2 2,1 1,6 3,1 4,9
2325 2340 2370 2330 2280
2306 2340 2339 2366 2260
27,4 39,3 38,9 37,4 28,75
Statický modul pružnosti 7dní [MPa] 28500 29000 30200 28900 28500
Krychelná Válcová Statický modul pevnost pevnost pružnosti 28dní 28dní[MPa] 28dní [MPa] [MPa] 44,3 39,3 29600 48,7 44,2 32200 50,6 45,2 32250 46,3 42,7 33500 38 33,9 30750
Zdroj: Vliv složení betonu na statický modul pružnosti betonu, O.Žalud - BETOTECH, s.r.o., T.Vymazal, O.Jelínek, Michal Melo, P.Janoušek, F. Verner, D. Žídek – VUT Brno, Školení BETOTECH 2011,Skalský DvĤr, leden 2011
strana na 110
Ing. Vladimír Vesel˘
Modul pruÏnosti betonu
2. Vliv plastifikaþní pĜísady na statický modul pružnosti betonu
33000 Statický modul pružnosti MPa
50
33500 45,2 32250
44,2 32200
45 42,7
32000 40
39,3 31000
30000
29600
29000
ZávČr plastifikaþní pĜísada ovlivĖuje pevnost betonu tím, že do nČj vnáší rĤzné procento provzdušnČní tak se mČní i pevnost betonu v tlaku a statický modul pružnosti
30750 35 33,9 30
25
Statický modul pružnosti 28dní [MPa] Válcová pevnost 28dní [MPa]
28000
Válcová pevnost v tlaku MPa
34000
Závislost statického modulu pružnosti betonu po 28 dnech na plastifikaþní pĜísadČ
27000
20 BV40
VSC 1035
VSC 3088
Sikament 100
WR 711
Zdroj: Vliv složení betonu na statický modul pružnosti betonu, O.Žalud - BETOTECH, s.r.o., T.Vymazal, O.Jelínek, Michal Melo, P.Janoušek, F. Verner, D. Žídek – VUT Brno, Školení BETOTECH 2011,Skalský DvĤr, leden 2011
3. Statický modul pružnosti betonu v závislosti na vodním souþiniteli a použití superplastifikátoru Složení betonĤ
vápenec
Zdroj: BakaláĜská práce „Statický modul pružnosti betonu v závislosti na vodním souþiniteli a použití superplastifikátoru“, Jan Veselý, ýVUT Praha, 2011
strra st ana 111 11
3. Statický modul pružnosti betonu v závislosti na vodním souþiniteli a použití superplastifikátoru Konzistence
Voda v l : 169
186
204 222 241
169
169
169
169
169
Zdroj: BakaláĜská práce „Statický modul pružnosti betonu v závislosti na vodním souþiniteli a použití superplastifikátoru“, Jan Veselý, ýVUT Praha, 2011
3. Statický modul pružnosti betonu v závislosti na vodním souþiniteli a použití superplastifikátoru Vápencové kamenivo z Holého vrchu obsahuje kĜemiþitá zrna a jeho obj. hmotnost je vyšší než u jiných vápencových kameniv
v/c
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
pĜedpokládaný Ec dle eurokódu Zdroj: BakaláĜská práce „Statický modul pružnosti betonu v závislosti na vodním souþiniteli a použití superplastifikátoru“, Jan Veselý, ýVUT Praha, 2011
strana na 112
Modul pruÏnosti betonu
Ing. Vladimír Vesel˘
3. Statický modul pružnosti betonu v závislosti na vodním souþiniteli a použití superplastifikátoru
PĜísada
-
Kg/m3
0,9
1,08
1,26 1,44
1,62
-
0,9
1,08
1,26
1,44
1,62
pĜedpokládaný Ec dle eurokódu
Zdroj: BakaláĜská práce „Statický modul pružnosti betonu v závislosti na vodním souþiniteli a použití superplastifikátoru“, Jan Veselý, ýVUT Praha, 2011
3. Statický modul pružnosti betonu v závislosti na vodním souþiniteli a použití superplastifikátoru ZávČry Na konkrétním složení betonu byly potvrzeny obecnČ platné závislosti Kamenivo z konkrétní lokality se chovalo v betonu jinak, než pĜedpokládají normativní podklady
Zdroj: BakaláĜská práce „Statický modul pružnosti betonu v závislosti na vodním souþiniteli a použití superplastifikátoru“, Jan Veselý, ýVUT Praha, 2011
strra st ana 113 13
Diskuse Modul pružnosti betonu zcela nespornČ závisí na
složení betonu, což je prokázáno dlouhodobČ celou Ĝadou experimentĤ Mechanické charakteristiky kameniva, jeho celková kvalita (tvar zrn, podíl jiných zrn, kolísání vlastností…) mají výrazný vliv na parametry betonu vþetnČ modulu pružnosti Zkušební postupy mohou poskytnout pĜekvapivČ velmi rozdílné hodnoty modulu pružnosti betonu byĢ jsou provádČny v akreditovaných laboratoĜích
Diskuse Korelaþní závislosti definované matematickými
funkcemi þi závislostními koeficienty jsou pouze orientaþní a je velmi diskutabilní s nimi uvažovat v praxi UvádČní korelaþních závislostí pĜímo do norem vede k nedorozumČním mezi projektanty a zhotoviteli staveb V pĜípadČ, že je konstrukce (konstrukþní prvek) skuteþnČ náchylný k deformacím, je tĜeba s Ĝešením pĜetvárných vlastností betonu zaþít vþas a komplexnČ Každá práce nČco stojí
strana na 114
Ing. Oto Vojtechovsk˘ ˘
sttra ana 115 5
Ing. Oto Vojtechovsk˘
Novinky firmy BetónRacio
Ing. Oto Vojtechovsk
Novinky firmy BetónRacio
Berafluid LG 101, Berafluid LC 101 - plastifika né prísady na báze lignosulfonátov. - jeden je hore natou soou a druh vápenatou soou lignosulfonovej kyseliny - jedná sa o plastifika né prísady - ich pou itie je potrebné odladi v konkrétnych podmienkach a odvíja sa od kompatibility s jednotlivmi cementmi odladenie v receptúrach le í na pleciach tímu v laboratóriu v prípade potreby je k dispozícii aj sodná so zo skúsenosti vieme, e istá realizácia si vy adovala práve takúto so i lo o cestn betón
strana strana a 116 a6116 6
Ing. Oto Vojtechovsk˘
Novinky firmy BetónRacio
Berafluid LG 101, Berafluid LC 101 - prísady sú vhodné do betónov tried C12/15 a C30/37 - v kombinácii s vhodnm prevzdu ova om je mo né vyrába prevzdu nené betóny - pri predávkovaní sa oddiali tuhnutie a následne aj tvrdnutie betónu - je potrebné pred pou itím receptúru poriadne vyskú a - tieto prísady neobsahujú zostatkov cukor, ktor by mohol nepredvídane ovplyvni a spomali priebeh hydratácie tieto prísady sú toti charakteristické tm, e z vroby cukor obsahujú - betón nie je náchyln na segregáciu, preto sa s prísadou dobre manipuluje - ide o prísady s charakteristickm zápachom. - dodávajú sa u odpenené obmedzen vskyt falo ného vzduchu
Berafluid LG 101, Berafluid LC 101 - sú aj zakonzervované obmedzen vskyt plesní - skladova pri teplote od 10 do 25 °C, chráni pred vekm chladom prísada získava viskozitu a mô e zmrznú. nevystavova priamemu slne nému iarenie a neuchováva hermeticky uzatvorené
sttra ana 117 7
Berascreed 101 superplastifikátor vyvinut peciálne pre cementovo-popolové potery na báze PCE obsahuje v sebe aj prísadu obmedzujúcu zmra ovanie poteru obsiahnut polykarboxylát zaru uje vrazné stekutenie jemného materiálu. - samotná poterová zmes je menej náchylná na segregáciu
- - - -
Berascreed 101 sa pou íva v kombinácii s BR Stabilizátorom 101 - bol peciálne navrhnut takisto na cementové potery, aby e te vraznej ie eliminoval mieru prípadnej segregácie
Berament HT 5271 - superplastifikátor vyvinut pre vrobu prefabrikátov - na báze PCE - vroba vysokohodnotnch, vysokopevnostnch, samozhutnitench betónov - rchly nárast po iato nch pevností - betón je kompaktn, má hutnú truktúru - vrazne zní en vodn sú inite - dosahovanie potrebnej konzistencie - betón s Beramentom HT 5271 nie je potrebné pretepova - triedy betónov C 35/45 a vy ie - PCE je charakterizovan rchlou prinavosou na povrch cementového zrna zaru uje okam itú disperziu cementovch zn s prejavenm silnm stekucujúcim ú inkom
strana na a 118 8
Ing. Oto Vojtechovsk˘
Novinky firmy BetónRacio
Berament HT 5271 - v aka svojmu zlo eniu v ur itej fáze hydratácie cementu napomáha vode dosta sa do blízkosti zrna a zmá a ho tm sú zabezpe ené potrebné rchle nábehy pevností - skladova pri teplote od 10 do 25 °C a nevystavova priamemu slnku - neskladova hermeticky uzavreté dochádza ku uvoovaniu plynov pri zv enej teplote a mô e dôjs k nafúknutiu obalu - pre tieto látky je typická postupná farebná zmena zo svetlej ieho odtiea na tmav í nevplva na ú innos prísady - dodáva sa odpenená a konzervovaná
Beraset 330 - prísada na báze anorganickej soli, ktorá zabezpe uje urchlené tuhnutie cementového kompozitu - je vhodn do chladného po asia netreba v ak zabúda ani na ostatné spôsoby dôkladného o etrenia betónu, aby sa zabezpe ila plynulá hydratácia cementu - mô e sa kombinova s vä inou prísad firmy Betónracio - je to jeden z najtradi nej ích urchova ov - mô e sa pou i aj vo vekch dávkach treba ma na pamäti, e kone né pevnosti budú ale oslabené. - samotná prísada vydr í skladovanie do teploty – 10 °C
stra st rana ran na 119 19 9
Berapor 101 - prevzdu ovacia prísada - vhodn na zhotovenie betónov, u ktorch sa vy aduje odolnos vo i posypovm soliam a mrazu - mô e sa kombinova s vrobkami firmy Betonracio na ich kompatibilitu s vrobkami je potrebné informova sa e te pred pou itím - ochráni pred zamrznutím - dávku prísady je potrebné vyskú a pred aplikáciou na konkrétnych prípadoch
BR SRA 100 -
protizmraovacia prísada – redukuje mieru zmra ovania zrejúceho betónu
-
betón je homogénny a nemá tendenciu „poti sa“
-
dávkovanie sa pohybuje od 0,5 % do 2 % hmot. na mno stvo spojiva, na vrobu podlahového betónu sa obvykle pou íva dávka 1 % z mno stva spojiva
-
skladova v rozpätí teplôt 5 – 25 °C, v prípade zamrznutia je potrebné produkt roztopi a dôkladne zamie a
strana na 120 2
Ing. Oto Vojtechovsk˘ ˘
sttra ana 121 1
Ing. Oto Vojtechovsk˘
Zaujímavosti z medzinárodnej konferencie
Ing. Oto Vojtechovsk
Zaujímavosti z medzinárodnej konferencie
Sulfoaluminátov belitick cement horeuveden cement sa oznauje ako „priate sk k ivotnému prostrediu“ hlavné zlo ky C2S (50 – 60 %) C4A3S (20 – 30 %) = „Kleinova so “ doplujúce zlo ky C12A7 CA C4AF v hody v palu energetická úspora 15 – 20 % (v pal pri ~ 1250 °C) pokles v mno stve emisií CO2 (35 %) a NOx úspora prírodn ch zdrojov pou itie CaF2, ktoré zni uje teplotu taveniny a ur ch uje proces tvorby slinkov ch minerálov
strana strana a 12a2122
Ing. Oto Vojtechovsk˘
Zaujímavosti z medzinárodnej konferencie
nev hoda spomínaného slinku (cementu) hydraulická aktivita a v voj pevností je na ni ej úrovni ako u portlandského cementu v hody cementu vysoká odolnos voi síranovému ataku objemová stálos závislá na mno stve sadrovca Masívna aplikácia uvádzaného cementu si vy aduje prekonanie nev hody, ktorou je nízka hydrataná miera belitovej (C2S) fázy a s ou súvisiaci ni í v voj pevností v poiaton ch fázach hydratácie. Jednou z alternatív ako „prinúti“ belitovú fázu hydratova vo väej miere je stabilizova vysokoteplotnú polymorfnú formu C2S v cemente. Vykazuje vyiu reaktívnos.
Vyu itie odpadov pri v robe sulfoaluminát-belitického cementu Pou itie odpadu z vypálen ch keramick ch obkladaiek pou itie tejto suroviny etrí prírodné zdroje glazúra vnáa do slinku oxidy, ktoré mô u ovplyvni slinok do úvahy prichádza B2O3 jeho prítomnos je vítaná doká e v slinku stabilizova reaktívnejiu formu C2S vyie nábehy skor ch pevností
strra st ana 123 23
Pou itie trosky s vysok m obsahom stroncia
priemyselná troska s obsahom stroncia slú i ako iastoná náhrada za vstupné suroviny (vápenec, sadrovec) úspora prírodn ch materiálov ochrana prírody vzniká adaptácia belitického cementu calcium stroncium sulfoaluminátov cement hlavné fázy C2.5Sr1.5A3S (ekvivalent ku C4A3S) C2S C4AF CSH2 (sadrovec)
Chemické zlo enie vstupn ch surovín
Vstupná Strata surovina íhaním
SiO2
F2O3
Al2O3
CaO
MgO
SO3
SrO
Sr troska
11.26
10.95
2.42
1.17
14.82
1.42
17.91
34.54
Bauxit
15.39
10.56
4.62
60.58
1.52
1.88
0.00
0.00
Vápenec
42.10
4.73
0.30
1.19
48.78
2.44
0.00
0.00
Sadrovec
17.62
4.21
0.35
1.09
33.51
0.39
41.24
0.00
strana na 124 2
Zaujímavosti z medzinárodnej konferencie
Ing. Oto Vojtechovsk˘
Vplyv a charakteristika sadrovca v belitickom cemente
sadrovec je nepostrádate n m komponentom pre produkciu cementu
sadrovec je zastúpen vo väom mno stve ako v portlandskom cemente
nehrá úlohu iba pri regulovaní tuhnutia ale sa v znamne zapája do hydratácie cementu a prispieva k pevnostiam.
odsledovanie a odladenie vhodného mno stva sadrovca hrá ve mi dôle itú rolu v príprave cementu
Vplyv mno stva sadrovca na pevnosti kalcium stroncium sulfoaluminátového cementu Obsah sadrovca (%)
strra st ana 125 25
Pevnos v tlaku [MPa] 1 de
3 dni
7 dní
28 dní
0
11.43
52.63
65.56
76.58
3
33.42
45.37
52.62
66.51
6
48.56
67.75
80.49
89.94
9
46.35
64.58
68.69
79.86
12
47.26
68.48
70.55
63.91
Priebeh hydratácie belitického cementu
najprv vzniká ettringit, ktor sa postupne premiea na alie produkty stupe premeny závisí od mno stva sadrovca ettringit obsahuje urité mno stvo stroncia, je doprevádzan
aluminátov m gélom AH3 následne hydratuje C2S a tvorí sa C-S-H gél a Ca(OH)2 medziprodukty ako AH3 a Ca(OH)2 pokraujú v alej hydratácii a tvoria alí ettringit Zhrnutie: hydratáciou vzniká hlavne ettringit, C-S-H, CAH10, Ca(OH)2
Sklovité nanoastice ako alternatívny doplnkov cementan
materiál
dan materiál s vysok m obsahom amorfnej siliky nachádza uplatnenie hlavne ako náhrada za mikrosiliku príprava z mikrometrického odpadového skleneného práku prostredníctvom vaporizácie a nukleácie, teda procesmi, ktoré sú porovnate né pri vzniku mikrosiliky, vznikajú sférické nanoastice (SN) Distribúcia ve kosti dan ch astíc: 85 – 88 % astíc s ve kosou 25 – 200 nm 12 – 15 % astíc s ve kosou 1 – 5 μm
strana na 126 2
Ing. Oto Vojtechovsk˘
Zaujímavosti z medzinárodnej konferencie
Priestor na uplatnenie: trvanliv betón vysokohodnotn betón malé astice v sebe spájajú ve k pecifick povrch a ich dôkladné rozdispergovanie zaistí optimálnu reaktivitu s portlanditom Ca(OH)2 vygenerovan m pri hydratácii cementu poslú ia ako miesto pre nukleáciu portlanditu, ale takisto aj ako miesto pre rast in ch hydratan ch produktov, najmä pre kompaktn vysokopolymerizovan C-S-H gél. poslú ia skrátka ako katalyzátor a zv i kinetiku hydratácie cementu a vya í viac C-S-H v poiaton ch tádiách práok sa vyznauje pucolánov m správaním a zárove sa správa aj ako nanofiller. Zhutuje mirotruktúru cementovej pasty. postaujúce rozdispergovanie je zabezpeené ultrazvukom, najastejie vak pou itím superplastifikátorov
Porovnanie mikrosiliky a práku zo skleneného odpadu SiO2
Na2O
(%)
(%)
prá ok
78.9
11.6
7.1
mikrosilika
94.9
–
0.5
Parameter
strra st ana 127 27
CaO (%)
F2O3
MgO
K2O
pecifick povrch
(%)
(%)
(%)
(m2/kg)
1.2
0.4
0.6
0.3
8 600
0.3
–
0.2
–
21 600
Al2O3 (%)
Odvrátená strana pou ívania odpadov pri v robe cementu, i u ako paliva alebo ako vstupného materiálu.
v súasnosti je pozorovan nárast mno stva stopov ch prvkov v pou ívan ch cementoch
hlavn m zdrojom sú primárne vstupné suroviny (vápenec, íly), vplyv na obsah vak majú aj sekundárne vstupné suroviny (sedimenty, odpady) a doplnkové palivá (pou ité oleje, pneumatiky, at .) ich spotreba narastá, preto e zhodnocovanie (vyu itie) odpadov je momentálne v kurze
pou ívanie sekundárnych surovín si vak vy aduje zv enú pozornos
Be ná koncentrácia stopov ch prvkov v portlandskom cemente Stopov prvok (zvä a ak kov)
Priemerná konc. v hmot. %
Arzén (As)
0.0008
Chróm (Cr)
0.0068
Me (Cu)
0.0038
Nikel (Ni)
0.0045
Olovo (Pb)
0.0027
Cín (Sn)
0.0003
Vanád (V)
0.0074
Zinok (Zn)
0.0164
strana na 128 2
Ing. Oto Vojtechovsk˘
Zaujímavosti z medzinárodnej konferencie
prvky Cu, Ni, Sn a Zn sú najastejie zastúpené v doplnkov ch palivách a sekundárnych vstupn ch surovinách
Cu a Ni sú obsiahnuté v priemyseln ch odpadoch z v roby eleza a v popolekoch
Zn má svoje zastúpenie v pneumatikách, gume a metalurgick ch troskách
Sn obsahujú hlavne farby a ich nepou ité zvyky, kde cín nahrádza olovo a kadmium a pesticídy
v skum bol teda zameran na dopovanie základného kmea pre v pal cementu oxidmi obsahujúcimi tyri uvedené kovy Ni a Sn sa vo vypálenom cemente nachádzali v podobe MgNiO2 a Ca2SnO4. obe zlúeniny sa nachádzali v intersticiálnej fáze cementu a v zásade vôbec nevpl vali na stabilitu a reaktívnos slinkov ch minerálov na opanej strane kovy Cu a Zn modifikovali stabilitu slinkov ch fáz Cu menila krytalizan proces a ovplyvovala tvorbu kalciumsilikátov, najmä C3S dolo k iastonému rozkladu na vo né vápno a C2S Zn zase obmedzoval tvorbu C3A namiesto toho vznikal Ca6Zn3Al4O15
strra st ana 129 29
Ing. Oto Vojtechovsk˘
Zaujímavosti z medzinárodnej konferencie
pre Cu a Zn boli stanovené akési hraniné hodnoty, za ktor mi sa u zaínajú prejavova spomínané zmeny. pre Cu to bola hodnota 0.35 hmot. % pre Zn to bola hodnota 0.70 hmot. % porovnaním s tabu kov mi hodnotami pre tradin portlandsk
cement je to nieko konásobné prekroenie hodnôt. cement sa mô e pou i na imobilizáciu odpadov s obsahom a k ch kovov, ale opatrnos ká e neprehá a to !!!
strana a 130
Ing. Matej ·pak, PhD.
sttra ana 131 1
Ing. Matej ·pak, PhD.
Zaujímavosti z medzinárodného kongresu o cemente ICCC 2011 - Madrid, ·panielsko
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
ZAUJÍMAVOSTI Z MEDZINÁRODNÉHO KONGRESU O CEMENTE ICCC 2011 - MADRID, PANIELSKO Ing. Matej pak, PhD.
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Tematické zameranie kongresu 1. Chémia v robného procesu a ininierstvo 2. Udratená v roba 3. Nové cementové spojivá 4. Hydratácia a mikro truktúra 5. Hydratácia a termodynamika 6. Modelovanie 7. Vlastnosti erstvého a zatvrdnutého betónu 8. ivotnos betónu 9. Normalizovanie Zdroj: Abstracts and Proceedings, ICCC2011
strana strana a 13a2132
Ing. Matej ·pak, PhD.
Zaujímavosti z medzinárodného kongresu o cemente ICCC 2011 - Madrid, ·panielsko
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Odolnos proti síranovej agresivite Reaktívnos kameniva s alkáliami Predkongresov kurz - AAM
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Vplyv horíka s nízkou koncentráciou na odolnos betónov proti síranom Koncentrácia
Experiment
STN EN 206-1 (XA1)
SO42-
1500 mg/l
200 – 600 mg/l
Mg2+
160 mg/l
300 – 1000 mg/l
Experimentálne roztoky S1500 – 1500 mg/l SO42Mg160 – 1500 mg/l SO42- + 160 mg/l Mg2+
Zdroj: Lipus, Rickert
sttra ana 133 3
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Zmeny v mikro truktúre samozhutniten ch betónov dôsledkom vplyvu kyseliny sírovej Mlet vápenec Vyrovnávací efekt CaCO3 Vy
ia odolnos proti H2SO4 Kremenn prá ok + popolek Zhutnenie truktúry Ni ia permeabilita Rast vek ch kry tálov sadrovca Ni ia odolnos proti H2SO4 Vnútorné napätie – poru enie
Zdroj: Cizer, Elsen, Feys, Heirman, Vandewalle, Van Gemert, Desmet, Vantomme, De Schutter
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Porovnanie ivotnosti betónov z rôznych cementov po piatich rokoch vystavenia vplyvu síranov
CEM I
CEM II, III a IV Zdroj: López-Sánchez, Fernández-Gómez, Moragues-Terrades
strana na 134 3
Ing. Matej ·pak, PhD.
Zaujímavosti z medzinárodného kongresu o cemente ICCC 2011 - Madrid, ·panielsko
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Úinnos trosky v odolnosti cementu proti síranom
Zdroj: Tsibouki, Karagiannis
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Rozpú anie dolomitu v alkalickom prostredí cementu Rozpú anie dolomitu formovanie taumasitu cementová matrica sa stáva nestabilná roztoky ah ie penetrujú do matrice Vápenec je omnoho stabilnej í ako dolomit vhodnej í na pouitie ako kamenivo Interakcia so spodnou vodou s vysok m pomerom Ca/Mg prednostné rozpú anie dolomitického kameniva v betóne Pri vyzráaní brucitu je spotrebovan Mg2+ (pH >10) narastá mnostvo dolomitu, ktoré sa môe rozpusti Alkalicko-kremi itá reakcia môe prebieha aj bez prítomnosti Na+ a K+. Zdroj: Mittermayr, Klammer, Köhler, Leis, Höllen, Dietzel
strra st ana 135 35
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Neznáme reakcie kameniva s pórov m roztokom betónu Okrem vápenca a kremea sú reaktívne aj iné minerály Kremi itany s vysok m obsahom Mg2+ – antofylit rozpínanie betónu Reaktívne plagioklasy – albit pozitívny vplyv pri premene na C-S-H gél
Mikroanal za betónu
Kremi it popol ek pozitívny vplyv pevnos a trvanlivos betónu
Kry tál albitu Zdroj: Kurdowski, Grzeszczyk, Szelg
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Nov prístup hodnotenia úinnosti pucolánov ch a troskov ch cementov proti alkalicko-kremiitej reakcii Koncept tzv. prahovej hodnoty mnostva alkálii TAL v kamenive a sily budenia ASR rozvoja AKR prípustná sila budenia rozvoja AKR tol
tol = Lc max0 – TAL
Zdroj: Costa, Gallo, Ioni, Mangialardi, Migheli, Minoia, Paolini, Santinelli, Vola, Zanardi, Zenone
strana na 136 3
Ing. Matej ·pak, PhD.
Zaujímavosti z medzinárodného kongresu o cemente ICCC 2011 - Madrid, ·panielsko
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Alkalicky aktivované hlinito-kremiité spojivá
+ vstupná surovina
+
=
alkalick aktivátor
geopolymer
Predná ajúci: Deventer, Garcia-Lodeiro, Provis, Fernández-Jiménez, Palomo, Ko
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Foto: autor
strra st ana 137 37
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Foto: autor
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Foto: autor
strana na 138 3
Ing. Matej ·pak, PhD.
Zaujímavosti z medzinárodného kongresu o cemente ICCC 2011 - Madrid, ·panielsko
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Foto: autor
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Foto: autor
strra st ana 139 39
Odborn seminár BETÓNRACIO 2012 – Horn Smokovec
Foto: autor
strana a 140
20 12
BetónRacio, s.r.o. Skladová 2, 917 00 Trnava tel.: +421_33_5531 531 fax.: +421_33_5346 191 gsm: +421_908_710 356 e-mail:
[email protected] Îilinská cesta 49/25, 013 11 Lietavská Lúãka tel.: +421_41_565 5378 e-mail:
[email protected] Îelezniãná 9, 082 21 Veºk˘ ·ari‰ tel.: +421_51_758 1441 e-mail:
[email protected]
www.betonracio.sk
Senica 51 Tr
BetónRacio, s.r.o. Skladová 2
stí
ns
ka
Pie‰Èany 61
ce
sta
·paãinská cesta
lská
indo
RuÏ
Buãianska á
íkov
Rybn
Modra 504
ká Hlbo
a ársk
pod
Hos
sttra ana 141 1