Zapobieganie segregacji betonów SCC i ASCCWg „ACI 237R-07 – Self-Consolidating Concrete. ACI Committee 237, technical committee document 237R-07”, do oceny stopnia segregacji

Zapobieganie segregacji betonów SCC i ASCC

w produkcji prefabrykatów

Jarosław Organa, Tomasz Mazurek, Bartosz Badziąg

Dlaczego stosujemy betony SCC / ASCC ???

Dni Betonu 13-15 październik 2014

Reologiczne kryteria samozagęszczalności mieszanki


Warunki : płynności, samoodpowietrzenia, stabilności

Warunek (WPL) stanowi, że płynnośd mieszanki musi byd taka, aby zapewnid szybkie i dokładne wypełnienie formy oraz otulenie zbrojenia bez względu na jego ilośd i układ. Będzie on spełniony, gdy granica płynięcia i lepkośd plastyczna mieszanki będą jak najmniejsze.


Warunek samoodpowietrzenia (WSOM) stanowi, że mieszanka musi mied zdolnośd do samorzutnego i szybkiego odprowadzenia powietrza pod wpływem siły wyporu. Będzie on spełniony, gdy granica płynięcia i lepkośd plastyczna mieszanki będą jak najmniejsze.

Warunek stabilności (STAB) stanowi, że mieszanka musi byd odporna na segregację. Oznacza to zarówno brak sedymentacji ziaren kruszywa w mieszance jak i brak wydzielania się zaczynu.

Konflikt interesów : WPL – WSOM – STAB ???

Jak widad warunki płynności (WPL) i samoodpowietrzenia (WSOM) są sprzeczne z warunkiem stabilności (STAB) , a ich pogodzenie sprawia największą trudnośd przy projektowaniu mieszanki. Im mniejsze są granica płynięcia i lepkośd plastyczna, tym łatwiej mieszanka płynie, szybciej się odpowietrza, jednocześnie jednak jest bardziej podatna na segregację. W związku z tym przyjmuje się, że ze względu na warunki płynności i samoodpowietrzenia : granica płynięcia mieszanki powinna byd jak najmniejsza. Jednocześnie tak się dobiera lepkośd plastyczną , aby uzyskad zadowalająco szybkie wypełnienie formy i odpowietrzenie mieszanki przy jak najmniejszej prędkości osiadania ziaren kruszywa.


Specyfika składu betonu samozagęszczalnego

OK Stosowanie domieszek

VMA

Stosowanie efektywnych

Superplasty-

-fikatorów

Ograniczenie wielkości ziaren

kruszywa do

20 mm

Zwiększenie udziału piasku w

kruszywie

40-50%

Stosowanie dużej zawartości frakcji pyłowych

500-600 kg/m3

Przyjęcie stosunku

w/c <0,50

w/(c+d) < 0,35

160 < woda < 200

litrów

Wymagane parametry reologiczne mieszanek samozagęszczalnych

SF 1 SF 2 SF 3


Wymagane parametry reologiczne mieszanek samozagęszczalnych c.d.

VS 1 VS 2


Klasy stabilności mieszanek samozagęszczalnych Wskaźnik wizualnej stabilności VSI oceny mieszanek samozagęszczalnych

Wg „ACI 237R-07 – Self-Consolidating Concrete. ACI Committee 237, technical committee document 237R-07”, do oceny stopnia segregacji mieszanki zaleca się stosowanie wskaźnika VSI (Visual Stability Index). Wyróżnia się cztery klasy stabilności (tabl.), określane na podstawie wzrokowej oceny wyglądu mieszanki po jej badaniu testem rozpływu. W obu metodach ocena stabilności mieszanki jest zależna od doświadczenia wykonującego badanie, a warunki ich wykonania odbiegają od faktycznie występujących podczas betonowania. W związku z tym przy projektowaniu mieszanki samozagęszczalnej najlepiej określid segregację metodą badania przełomu próbek po ok. 2 dniach dojrzewania.


Klasy stabilności mieszanek samozagęszczalnych Wskaźnik wizualnej stabilności VSI oceny mieszanek samozagęszczalnych

VSI 3

Przykład oceny

metodą VSI


PRÓBA STABILIZACJI MIESZANKI DROBNYM PIASKIEM

PRÓBA STABILIZACJI

MĄCZKĄ WAPIENNĄ

PRÓBA STABILIZACJI DOMIESZKĄ CHEMICZNĄ

Wystąpił bleeding

niestabilna mieszanka

Próby zapobiegania segregacji – wykonane badania


Składy wyjściowe zarobów laboratoryjnych [kg/m3]

Składniki Oznaczenie zarobu

A’ A B C CEM I 42,5 R Chełm 450 450 450 450 Piasek 0/2 Glinica 781 - 641 781 Żwir 2/8 Glinica 311 500 353 311 Żwir 8/16 Glinica 621 561 664 621 Piasek 0/1 Kuzki - 672 - - Mączka wapienna - - 100 - CX ISOSTAB 6003 - - - 1,13 Punkt piaskowy mieszanki 45,0% 40,0% 41,9% 45,0%

CX ISOFLOW 782 5,40 5,40 5,40 5,40 Woda 1) 185 170 170 185

1) Ilośd wody dobierana do uzyskania konsystencji min. SF2


Piasek 0/1 Kuzki

Mączka wapienna

Piasek 0/2 zwykły

SF2

Mieszanka betonowa stabilna

Mieszanka niestabilna

CX ISOSTAB

6003

Piasek 0/2 zwykły

BRAK

Piasek 0/2 zwykły

Mieszanka niestabilna

BRAK

Próby zapobiegania segregacji – schemat badao


BRAK

PIASKI

WYPEŁNIACZE

KONSYSTENCJA

A' - Próba bez zapobiegania segregacji


A - Próba zapobiegania segregacji – PIASEK 0-1 mm


B - Próba zapobiegania segregacji – MĄCZKA WAPIENNA


C - Próba zapobiegania segregacji – CX ISOSTAB 6003


Rezultaty prób praktycznych

Beton SCC bez użycia domieszki stabilizującej

Beton SCC + domieszka stabilizująca


WYNIKI POMIARÓW REOLOGICZNYCH i KOOCOWE

Zarób T500 Slump Flow Air VSI

Bez stabilizacji - A’ 5 s 700 mm 0,6 % 3

Drobny piasek - A 7 s 700 mm 1,1 % 0

Mączka wapienna - B 8 s 760 mm 1,5 % 0

CX ISOSTAB 6003 - C 5 s 670 mm 1,4 % 1


Zarób Po 24 h [MPa]

7 dni [MPa]

28 dni [MPa]

Bez stabilizacji - A’ 32,5 55,3 67,5

Drobny piasek - A 40,4 64,9 79,0

Mączka wapienna - B 40,0 67,3 64,9

CX ISOSTAB 6003 - C 33,9 64,9 74,4

WNIOSKI KOOCOWE

CO NAJLEPSZE ?

ISOSTAB 6003

Piasek 0/1

Mączka wapienna


WNIOSKI EKONOMICZNE … koszty stabilizacji betonu

• c.a. 7-9 zł Piasek 0/1

• c.a. 9 zł Mączka

• c.a. 6,5 zł Domieszka

• Do porównao przyjęto : różnice ceny między piaskiem 0/1mm a 0/2mm ok. 10-15 PLN, • Orientacyjna cena mączki wapiennej za 1 tonę – 70-90 PLN • Orientacyjna cena domieszki – 6 PLN za 1 kg


WNIOSKI PRAKTYCZNE … dodatkowe uwarunkowania

• Warunek bliskiego dostępu

• Warunek miejsca składowania

• Warunek jakości i dostaw

Piasek 0/1

• Warunek dodatkowego silosu

• Warunek bliskiego dostępu

• Zapewnienie regularnych dostaw Mączka

• Dostępna od ręki „na telefon”

• Łatwośd użycia

• Środek „ratunkowy” Domieszka


….. zupełnie inne podejście …..


Wykorzystane materiały źródłowe

Literatura :

[ 1 ] – J.Szwabowski, J.Gołaszewski, Projektowanie betonu samozagęszczalnego, BTA kwiecieo-czerwiec 2011. [ 2 ] – J.Szwabowski, J.Gołaszewski, Technologia betonu samozagęszczalnego, SPC Kraków 2010. [ 3 ] – J.Szwabowski, Reologia mieszanek na spoiwach cementowych, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1999. [ 4 ] – PN-EN 206-9 Beton. Częśd 9 : Dodatkowe zasady dotyczące betonu samozagęszczalnego (SCC).

Podziękowanie za pomoc w realizacji materiałów audiowizualnych dla firm :


Dziękujemy za uwagę …

Jarosław Organa, Tomasz Mazurek, Bartosz Badziąg

Documents

Zapobieganie segregacji betonów SCC i ASCCWg „ACI 237R-07 – Self-Consolidating Concrete. ACI Committee 237, technical committee document 237R-07”, do oceny stopnia segregacji