Samozbijajući beton

Kada namjena predstavlja izazov za izvedbu betona zbog zbijenih radnih površina ili složene armature, samozbijajući beton je prirodni odabir.
Samozbijajući betoni razvijeni su 80-tih godina prošlog stoljeća prije svega u svrhu dostizanja vrhunskih trajnosnih svojstava betonskih konstrukcija. Kasnije su razna istraživanja išla u smjeru da se taj beton primjenjuje i u izvedbi klasičnih betonskih konstrukcija.
Danas su ti betoni postali gotovo standardni betoni s gledišta izvedbe armirano-betonskih konstrukcija kada se traže visoka trajnosna svojstva ili zbog mogućnosti otežane ugradnje(ili i jedno i drugo).

KARAKTERISTIKE I SVOJSTVA

SCC beton, koji ima slične karakteristike kao i očvrsli standardni beton po pitanju tlačnih i vlačnih čvrstoća, ima neka specifična svojstva:

  • lako se ugrađuje i ekonomičan je
  • odgovara za sve primjene koje zahtijevaju vrhunsku izvedbu i završnu obradu
  • smanjuje opseg poslova koji su potrebni za stavljanje, izravnavanje i završnu obradu
  • primjeren je za teške konstrukcije i složene oplate
  • ima povećanu izvedivost i odličnu ranu čvrstoću
  • samo-izravnavanje smanjuje vrijeme potrebno za ugradnju
  • ne zahtijeva zbijanje
  • omogućuje smanjenu buku i probleme vezane za zdravlje i sigurnost (tijekom procesa ugradnje)
  • glatka površina koja zahtijeva minimalnu daljnju završnu obradu
  • smanjuje propusnost i pojavu zarobljenog zraka

Radi svrhe klasifikacije i naziva samozbijajućeg betona, beton se svrstava u slijedeće razrede konzistencije prema rezultatima dobivenih ispitivanja (tečenje, viskozitet, otpornost na blokiranje i otpornost na segregaciju):

Table 1 - Slump-flow classes
Class

Slump-flow in mm a,b

(Limit values for individual batches)

SF1

SF2

SF3

500 to 650

660 to 750

760 to 850

a The specification of a slump-flow class my be replaced by a target value

b The classfication is not applicable to concrete with a maximum aggregate size exceeding 40 mm.

 

Table 2 - Viscosity classes - t500
Class

t500(s)a,b

(Limit values for individual batches)

VS1

VS2

< 2,0

>= 2, 0

a The specification of a slump-flow class my be replaced by a target value

b The classfication is not applicable to concrete with a maximum aggregate size exceeding 40 mm.

 

Table 3 - Viscosity classes - V-funnel
Class

V-funnel flow time (s)a,b

(Limit values for individual batches)

VF1

VF2

< 9,0

9,0 to 25,0

a The specification of a slump-flow class my be replaced by a target value

b The classfication is not applicable to concrete with a maximum aggregate size exceeding 22,4 mm.

 

DIZAJNIRANJE SASTAVA

Cement: Svaki cement je manje ili više pogodan ukoliko su postignuta reološka svojstva betona. Neki cemeti zbog tzv. finoće mliva su više ili manje poželjni kad je u pitanju postizanje tražene konzistencije betona. Izbor vrste cementa prije svega ovisi i o traženim svojstvima:

  • razvoj ranih čvrstoća: primjeniti cement klase CEM I ili CEM II/A-S ili ostale cemente s visokim udjelom klinkera (preko 80%)
  • otpornost na agresivne uvjete XF1-XF4: primjeniti CEM II/B-M, CEM II/A-M, CEM II/A-S
  • sulfatna otpornost: primjeniti CEM III/B SR ili CEM III/A
  • kloridna otpornost: primjeniti CEM III A
  • elementi sa adhezionim prednapinjanjem (pogledati TPBK –prilog A)

Voda: Pored čiste vode moguće je koristiti i recikliranu vodu ali tada treba uzeti u obzir sitne čestice sadržane u vodi.

Agregat: Agregat koji se upotrebljava mora biti sukladan svojstvima koje propisuje norma HRN EN 12620. Izbor gornje nominalne veličine agregata ovisi o mnogo čimbenika:

  • konačna tlačna čvrstoća
  • zaštitni sloj armature
  • gustoća armature
  • razredi izloženosti agresivnim utjecajima

Dimenzioniranje sastava se uglavnom bazira na već prokušanim recepturama diljem svijeta. Svim tim recpturama zajedničko je jedno: ukupna količina sitnih čestica u betonu mora biti dovoljno visoka da bi se postiglo visoko realoško svojstvo betona a da se ujedno stvori dovoljno cementne paste koja će održati na okupu krupni agregat prilikom kretanja betona kroz oplatu i armaturu.

 

Udio sitnih čestica (voda + vezivo + pijesak, kao što je vidljivo na gornjoj slici, volumno iznosi preko 70% kod SCC dok kod normalnih betona iznosi do 60%. Zbog toga je i količina veziva veća nego kod normalnih betona jer je i ukupna površina agregata veća.

U današnjoj praksi često se pod pojmom veziva kombiniraju udjeli cementa kao osnovnog veziva i mineralnih dodataka tipa I (fileri, inertni prah) ili dodataka tipa II (leteći pepeo, mikrosilika). Odabir jednog od ovih dodataka ovisi i o originalnom porijeklu agregata ali i nekim trajnosnim svojstvima betona. Iz prakse je poznato da agregati dobiveni drobljenjem vapnenačkih ili dolomitno-vapnenačkih stijena daju veću količinu sitnih čestica od onih dobivenih prirodnim načinom eksploatacije i separacije (riječni ili jezerski agregat). Agregati riječnog porijekla obično daju veću obradljivost betona imajući u vidu sami oblik zrna ali zahtijevaju i nešto veću količinu veziva.
Gornja nominalna veličina agregata ne bi smjela prelaziti 11 do 20 mm.
Vodo/praškasti (cement + mineralni dodatak) odnosi su u praksi vrlo niski i kreću se od 0,35 do 0,4. Zbog toga je potrebno koristiti vrlo jake superplastifikatore.

Kemijski dodaci: Neminovno je koristiti kemijske dodatke – superplastifikatore. Pored njih ponekad je potrebno koristiti modifikatore viskoziteta koji pomažu kod varijacija sadržaja vlage u agregatu, sadržaju sitnih čestica te granulometrijskog sastava agregata.

Tablica pokazuje usporedbu SCC betona u odnosu na standardni
Usporedba SCC u odnosu na standardni beton
Agregat Smanjen postotak krupnog zrna agregata

Maksimalno zrno agregata Dmax = 20 mm

Preporučeno maksimalno zrno agregata Dmax= 11-20 mm

Veći sadržaj sitnih čestica

Čestice ≤0,125 mm od ( agregat + cement + mineralni dodaci ) sadrže cca 23% od mase betona ( 450-600 kg/m)

Cement 250 – 500 kg/m3

PRIMJENA

  • gusto armirani konstruktivni elementi kada ne postoji mogučnost vibriranja sa standardnim pervibratorima
  • složeno izvedeni elementi kada je otežana mogučnost ulijevanja betona u svaki dio tog elementa (mostogradnja, tunelogradnja...)
  • betonski elementi kod kojih beton ostaje završni vidljivi dio konstrukcije zbog izgleda same površine betona

 

BITNE SMJERNICE U ODABIRU OVE VRSTE BETONA

  1. Zbog izrazito veće količine sitnih čestica pažnju treba posvetiti skupljanju betona uslijed hidratacije cementa te plastičnom skupljanju uslijed naglog gubitka vode (u ljetnim periodima). Zbog toga se preporučuje upotreba kemijskih dodataka za kompezaciju skupljanja. Ovo je osobito bitno za konstruktivne elemente u građevinarstvu gdje je poželjno što manje skupljanje.
  2. Prilikom dizajniranja betona treba pažljivo razmotriti koju gornju nominalnu veličinu agregata treba odabrati s obzirom na projektne zahtjeve. Maksimalno zrno bi treblo biti minimalno dva puta manje od zaštitnog sloja armature pri čemu treba imati u vidu i razmak između pojedinih šipki armiranog željeza.
  3. Za ugradnjuu ovog betona poželjna je određena sposobnost i iskustvo građevinskih radnika u upotrebi ovog betona.

Posljednji članci