Beton. Praktyczny poradnik według firmy Sika. Preparaty antyadhezyjne

Transkrypt

1 Beton Praktyczny poradnik według firmy Sika Składniki betonu Norma EN 206-1:2000 Beton Mieszanka betonowa Beton stwardniały Beton natryskowy Preparaty antyadhezyjne Pielęgnacja

2 Sika firma z tradycją i doświadczeniem Sika rozpoczęła rozwój produkcji pierwszych domieszek do materiałów o spoiwie cementowym w roku 1910, w tym roku, kiedy firma została założona. W owym czasie podstawowe cele modyfikacji były następujące: skrócenie czasu wiązania zapraw cementowych, zwiększenie ich wodoszczelności lub wytrzymałości. Niektóre z tych najwcześniejszych materiałów są stosowane z powodzeniem aż do dzisiaj. Woda jest niezbędnym składnikiem betonu, gdyż zapewnia urabialność mieszanki betonowej i hydratację cementu, ale z drugiej strony, nadmiar wody w betonie stwardniałym niekorzystnie wpływa na jego właściwości. Z tego powodu Sika opracowała wiele produktów, które pozwalają na zmniejszenie ilości wody zarobowej przy jednoczesnym zachowaniu lub nawet poprawieniu konsystencji mieszanki betonowej, jej urabialności. Data Baza chemiczna Typowy wyrób Sika Główne działanie 1930 Lignosulfonian Plastocret Zmniejszenie wody do 10% 1940 Glukonian Plastiment Zmniejszenie wody do 10% oraz opóźnienie wiązania 1960 Sika Retarder, Fro-V Opóźnienie i napowietrzenie 1970 Naftalen Sikament-NN Zmniejszenie wody do 20% 1980 Melamina Sikament-300/-320 Zmniejszenie wody do 20%, zmniejszona zawartość powietrza 1990 Kopolimery winylowe Sikament-10/-12 Zmniejszenie wody do 25% Już od początku istnienia Sika zawsze była obecna wszędzie tam, gdzie cement, piasek, kruszywo grube i woda służyły do wyprodukowania zaprawy lub betonu Sika jest godnym zaufania partnerem przy wznoszeniu konstrukcji ekonomicznych i trwałych. Sika obecna na całym świecie Sika AG z siedzibą w Baar w Szwajcarii jest obecną na całym świecie firmą wyspecjalizowaną w dziedzinie chemii budowlanej. Sika jest liderem w technologii i produkcji materiałów do uszczelniania, klejenia, izolowania, wzmacniania i ochrony konstrukcji w budownictwie i przemyśle. Oferta firmy Sika zawiera wydajne domieszki do betonu, specjalistyczne zaprawy, uszczelniacze i kleje, materiały do izolacji i wzmacniania, systemy wzmacniania konstrukcji, posadzki i membrany wodoszczelne. Zespół redakcyjny Siki: T. Hirschi, H. Knauber, M. Lanz, J. Schlumpf, J. Schrabback, C. Spirig, U. Waeber Spis treści 1. Składniki betonu Definicje Spoiwa Kruszywo do betonu Domieszki do betonu Dodatki do betonu Najdrobniejsze frakcje Woda zarobowa Obliczanie objętości materiału Norma EN Definicje podane w normie Klasy ekspozycji związane z oddziaływaniem środowiska Klasyfikacja według konsystencji Klasy wytrzymałości na ściskanie Pojęcie współczynnika k (wyciąg z EN 206-1) Zawartość chlorków (wyciąg z EN 206-1) Specyfikacja betonu Kontrola zgodności Kontrola właściwości innych niż wytrzymałość Beton Główne zastosowania betonu Beton konstrukcji wykonywanych na mokro Beton do elementów prefabrykowanych Betony specjalne Beton pompowy Beton do nawierzchni Beton samozagęszczalny (SCC) Beton mrozoodporny Beton wysokiej wytrzymałości Beton w deskowaniu ślizgowym Beton odporny na działanie wody Beton architektoniczny Beton konstrukcji masywnych Beton zbrojony włóknami Beton ciężki 57 3

3 Beton układany pod wodą Beton lekki Beton zagęszczany walcem (RCC) Beton barwiony Beton o konsystencji wilgotnej do prefabrykacji Beton o zwiększonej odporności na ogień Beton do segmentów tuneli Beton monolityczny Beton ziarnisty 4. Mieszanka betonowa 4.1 Właściwości mieszanki betonowej Urabialność Opóźnienie wiązania/beton w podwyższonej temperaturze Przyspieszanie wiązania/beton w obniżonej temperaturze Konsystencja Występowanie wody lub mleczka cementowego na powierzchni ( bleeding ) Wykończenie Gęstość mieszanki betonowej Zawartość powietrza Pompowalność Kohezja Temperatura mieszanki betonowej Współczynnik w/c Badania mieszanki betonowej Urabialność Pobieranie próbek Badanie konsystencji metodą opadu stożka Badanie konsystencji metodą stopnia zagęszczalności Badanie konsystencji metodą stolika rozpływowego Określanie gęstości mieszanki betonowej Określanie zawartości powietrza Inne metody badania konsystencji mieszanki betonowej Beton stwardniały Właściwości betonu stwardniałego Wytrzymałość na ściskanie Beton o wysokiej wytrzymałości wczesnej Wodoszczelność Mrozoodporność Powierzchnia betonu Skurcz Odporność na siarczany Odporność chemiczna Odporność na ścieranie Wytrzymałość na zginanie Wydzielanie ciepła hydratacji Reakcja alkalia-kruszywo Badania betonu stwardniałego 107 Wymagania dotyczące próbek i form 107 Wykonywanie i pielęgnacja próbek 108 Wytrzymałość próbek na ściskanie 109 Wymagania dotyczące maszyn wytrzymałościowych 111 Wytrzymałość próbek na zginanie 111 Wytrzymałość próbek na rozciąganie przy rozłupywaniu 113 Gęstość betonu stwardniałego 113 Głębokość penetracji wody pod ciśnieniem 114 Mrozoodporność 115 Beton natryskowy 116 Definicja 116 Wymagania jakości betonu natryskowego 117 Przyrost wytrzymałości wczesnej 118 Wykonywanie natrysku 119 Metody badań i pomiarów 125 Mokry system Sika 127 Beton natryskowy z włóknami stalowymi 128 Beton natryskowy odporny na siarczany 129 Beton natryskowy o podwyższonej ognioodporności Preparaty antyadhezyjne Działanie preparatów antyadhezyjnych Wymagania stawiane preparatom antyadhezyjnym Wybór odpowiedniego preparatu antyadhezyjnego Preparaty antyadhezyjne do deskowań nasiąkliwych Preparaty antyadhezyjne do deskowań nienasiąkliwych Wskazówki użycia Stosowanie preparatów antyadhezyjnych Czas oczekiwania przed betonowaniem Betonowanie

4 8. Pielęgnacja Wstęp Składniki betonu 8.2 Metody pielęgnacji Sposoby pielęgnacji betonu Okres pielęgnacji 141 Domieszki do betonu a środowisko 143 Wstęp do wydania polskiego Niniejsza broszura jest tłumaczeniem z języka angielskiego broszury wydanej w grudniu Starano się możliwie wiernie zachować treść i formę oryginału. Przykładowo, cytowane w oryginale normy mają oznaczenia EN i numer normy, bez roku wprowadzenia i nazwy normy. Taką samą formę utrzymano na ogół w tłumaczeniu. Jeżeli w tekście jest numer normy EN 206-1, to polskim odpowiednikiem jest PN-EN 206-1:2003 Beton. Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność. Znając numer normy europejskiej można bez trudu znaleźć polski aktualny odpowiednik. W kilku miejscach podano przykłady norm PN-EN z numerami, głównie po to, żeby wykazać, że znając numer normy EN bez trudu można znaleźć aktualny odpowiednik normy PN-EN. Z drugiej strony w polskiej praktyce są stosowane również normy o statusie PN, co wynika z potrzeb krajowej praktyki budowlanej, np. na cementy specjalne lub rodzaje betonu, które nie są ujęte w normach europejskich. Normy te mają oznaczenia PN-B-xxxxx i zostały w miarę związku z tematem uwzględnione w tłumaczeniu. 1.1 Definicje Trzy główne składniki wystarczają aby wyprodukować beton: Spoiwo (cement) Kruszywo Woda Ze względu na ciągle rosnące wymagania co do jakości betonu, głównie jego trwałości, oraz wielkiemu postępowi w dziedzinie domieszek do betonu i ogólnie technologii betonu, możliwe jest obecnie otrzyma- nie wielu różnych rodzajów betonu. Beton Beton o uziarnieniu kruszywa > 8mm o gęstości zwykły w stanie suchym > 2000 kg/m 3, ale nie przekraczającej 2600 kg/m3 Beton Beton o gęstości w stanie suchym większej niż ciężki 2600 kg/m 3 Beton Beton o gęstości w stanie suchym większej niż 800 lekki kg/m 3, ale nie większej niż 2000 kg/m 3 Mieszanka Beton o gęstości w stanie suchym większej niż 800 betonowa kg/m 3, ale nie większej niż 2000 kg/m 3 Beton Beton, który jest w stanie stałym i który osiągnął stwardniały pewien poziom wytrzymałości Beton Beton wbudowany i zagęszczony, utrzymujący świeży nadany kształt, ale który nie osiągnął jeszcze mierzalnego wiązania (beton zielony, określenie stosowane głównie w prefabrykacji) 6 1. Składniki betonu 7

5 1.2 Spoiwa 8 1. Składniki betonu Odmienne definicje mogą być stosowane w przypadku betonu natryskowego, betonu podawanego pompą, podawanego pojemnikami itd. Określają one wbudowywanie mieszanki betonowej do deskowań, postępowanie przy podawaniu w miejsce wbudowania (patrz następny rozdział). Cement (spoiwo hydrauliczne) jest to drobno zmielony materiał nieorganiczny, który po zmieszaniu z wodą daje zaczyn, wiążący i twardniejący w wyniku hydratacji oraz innych procesów, zachowujący po stwardnieniu wytrzymałość i trwałość także pod wodą. Głównymi surowcami stosowanymi do produkcji cementu portlandzkiego są wapień, margiel i glina, które są mieszane w określonych proporcjach. Ta mieszanka po wypaleniu w temperaturze około 1450 o C tworzy klinkier, który po zmieleniu z ewentualnymi dodatkami daje dobrze znany materiał budowlany. Oprócz cementów powszechnego użytku produkowane są cementy specjalne (oparte na klinkierze portlandzkim, glinowym i bezklinkierowe), stosowane w szczególnych przypadkach wynikających z warunków wykonawczych lub eksploatacyjnych betonów. Klasyfikacja cementów powszechnego użytku W Europie jest stosowana norma EN Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku. Norma dzieli cementy powszechnego użytku na następujące rodzaje: CEM I CEM II CEM III CEM IV CEM V Cement portlandzki Cement portlandzki wieloskładnikowy Cement hutniczy Cement pucolanowy Cement wieloskładnikowy Zgodnie z normą w cemencie mogą występować inne główne składniki niż klinkier cementu portlandzkiego (K) o następujących oznaczeniach: Granulowany żużel wielkopiecowy (S) Popiół lotny krzemionkowy (V) Popiół lotny wapienny (W) Pucolana naturalna (P) Pucolana przemysłowa (Q) Łupek palony (T) Wapień (kamień wapienny) (L) Pył krzemionkowy (D) Każdy rodzaj cementu może również zawierać składniki drugorzędne w ilości do 5% masy cementu. Składnikami drugorzędnymi mogą być mineralne materiały nieorganiczne lub składniki główne cementu wymienione w normie EN 197-1, o ile nie występują już w cemencie jako składniki zasadnicze. W zależności od ilości dodatków mineralnych w składzie cementu wyróżnia się jego rodzaje przedstawiono na następnej stronie. Główne rodzaje CEM I CEM II CEM III CEM IV CEM V Nazwa Cement portlandzki Cement portlandzki żużlowy Cement portlandzki krzemionkowy Cement portlandzki pucolanowy Cement portlandzki popiołowy Cement portlandzki łupkowy Cement portlandzki wapienny Cement portlandzki wieloskładnikowy3) Cement hutniczy Cement pucolanowy 3 ) Cement wieloskladnikowy 3 ) Oznaczenie Rodzaje cementów i ich skład wg EN Klinkier Żużel wielkopiecowy Pył krzemionkowy Skład (udział w procentach masy 1 ) Pucolana Składniki główne Popiół lotny Naturalna Wypalana Krzemionkowy Wapienny K S D 2 P Q V W T L 4 LL 5 CEM I CEM II/A-S CEM II/B-S CEM II A-D CEM II/A-P CEM II/B-P CEM II/A-Q CEM II/B-Q CEM II/A-V CEM II/B-V-V CEM II/A-W CEM II/B-W CEM II/A-T CEM II/B-T CEM II/A-L CEM II/B-L CEM II/A-LL CEM II/B-LL CEM II/A-M CEM II/B-M CEM III/A CEM III/B CEM III/C CEM IV/A CEM IV/B CEM V/A CEM V/B Wartości w tablicy odnoszą się do sumy składników głównych i składników drugorzędnych 2 Udział pyłu krzemionkowego jest ograniczony do 10% 3 W cementach portlandzkich wieloskładnikowych CEM II/A-M, w cementach pucolanowych CEM IV/A i CEM IV/B oraz w cementach wieloskładnikowych CEM V/A i CEM V/B główne składniki inne niż klinkier należy deklarować poprzez oznaczenie cementu 4 Całkowita ilość węgla organicznego (TOC) nie może przekraczać 0,2% wagowo 5 Całkowita ilość węgla organicznego (TOC) nie może przekraczać 0,5% wagowo 1. Składniki betonu 9 Łupek palony Wapień Składniki drugorzędne

6 1.3 Kruszywo do betonu Wytrzymałość Cementy są podzielone na trzy klasy wytrzymałości w zależności od wytrzymałości zaprawy normowej po 28 dniach. Minimalne, wymagane wytrzymałości w poszczególnych klasach wynoszą 32,5, 42,5 i 52,5 N/ mm 2. Cementy o normalnej wytrzymałości wczesnej mają za symbolem klasy oznaczenie N a o dużej wytrzymałości dwudniowej mają dodatkowe oznaczenie R. Pełne informacje o poszczególnych składnikach podane są w normie PN-EN 197-1:2002 Rozdział 5: Składniki 5.1 Wstęp 5.2 Składniki główne 5.2 Składniki drugorzędne Piasek i żwir tworzą ziarnistą, przestrzenną strukturę, której pusta przestrzeń powinna być tak szczelnie wypełniona zaczynem cementowym jak to możliwe. Kruszywo stanowi około 80% masy betonu i 70 75% jego objętości. Optymalne użycie kruszywa co do jego rozmiaru i jakości podnosi jakość betonu. Do betonu zwykłego stosowane są kruszywa pochodzenia skalnego (naturalne, łamane), które w wytwórniach są uzdatniane przez kruszenie, przesiewanie, mieszanie i płukanie. Kruszywo do betonu jest odpowiednie, jeżeli nie ma wpływu na twardnienie cementu, ma wystarczająco dobrą przyczepność do stwardniałego zaczynu cementowego i nie wystawia trwałości betonu na ryzyko. Kruszywa zwykłe i specjalne Kruszywo zwykłe Kruszywo ciężkie Kruszywo lekkie Kruszywo twarde Kruszywo z recyklingu Gęstość Z zasobów naturalnych, np. koryta 2,2 3,0 kg/dm 3 rzek, żwir z moren polodowcowych i inne. Materiał niekruszony lub kruszony, np. urobek skalny przy budowie tunelu. Gęstość Takie jak baryty, ruda żelaza, granulat stalowy. Do produkcji be- > 3,0 kg/dm 3 tonu ciężkiego ograniczającego przenikanie promieniowania radioaktywnego. Gęstość Takie jak ekspandowane gliny, pumeks, polistyren. Do betonu lekkie- < 2,0 kg/dm 3 go, betonów izolacyjnych. Gęstość Takie jak kwarc, karborund. Stosowanie przeważnie do warstwo- > 2,0 kg/dm 3 wych posadzek betonowych. Gęstość około Powstałe w wyniku przeróbki nieorganicznego materiału stosowa- 2,4 kg/dm 3 nego uprzednio w budownictwie, zwykle betonu. Kruszywa normowe W Europie kruszywa są określone są normą EN 12620, czyli w Polsce norma ta ma numer PN-EN Norma ta jest bardzo obszerna i podawanie większej ilości szczegółów niż zamieszczone poniżej nie jest przedmiotem tej publikacji. Dalsze odniesienia do normy podane są w Rozdziale 2. Wybrane definicje zamieszczone w normie (wraz z dodatkowymi uwagami): Kruszywo naturalne Kruszywo pochodzenia mineralnego, poddane tylko obróbce mechanicznej i/lub płukaniu. Mieszanka kruszyw Kruszywo składające się z ziaren grubych i drobnych (piasek). Mie- -szanka kruszyw może być wytwarzana bez wcześniejszego oddzielania kruszywa grubego od drobnego lub przez wymieszanie kruszywa grubego z drobnym (piasek). Kruszywo z recyklingu Kruszywo wytworzone przez mechaniczna obróbkę nieorganicznego materiału uprzednio użytego jako materiał budowlany, np. beton. Wypełniacz (pył skalny) Kruszywo w większości przechodzące przez sito 0,063 mm, które jest dodawane w celu uzyskania specjalnych właściwości. Kategoria uziarnienia Określenie kruszywa przez dolny (d) i górny (D) rozmiar sita, wyrażone w postaci ułamka d/d. Kruszywo drobne (piasek) O wymiarach ziaren D równych 4 mm lub mniejszych. Kruszywo drobne może być produkowane przez naturalne oddzielenie od skał lub żwiru i/lub kruszenie skał lub żwiru lub przez obróbkę materiałów produkowanych przemysłowo. Kruszywo grube Określenie frakcji o większych rozmiarach o D równych 4 mm lub większych oraz d nie mniejszych niż 2 mm. Kruszywo pochodzenia naturalnego 0/8 mm Kruszywo pochodzenia lodowcowego lub/i rzecznego, o D nie większym niż 8 mm. Kruszywo takie może być wytworzone również przez wymieszanie kruszywa przetworzonego. Pyły Frakcja kruszywa o wymiarze ziaren przechodzących przez sito 0,063 mm. Uziarnienie kruszywa Rozkład wymiarów ziaren wyrażony w procentach masy przechodzącej przez określony zestaw sit. Frakcje przechodzące, krzywe uziarnienia Rozmiar cząstek jest wyrażany rozmiarem otworu sit przez które przechodzą badane cząstki Składniki betonu 1. Składniki betonu 11

7 Zgodnie z normą EN stosowane sita muszą mieć otwory kwadratowe. Rodzaje stosowanych sit Otwór < 4 mm Otwór < 4 mm Siatka z metalowego drutu Otwory wycięte w blasze Norma PN-EN 12620:2004 ogółem ustala 26 wymagań i przypisuje im ujęte odpowiednimi normami odpowiednie oznaczenia. Odrębnie sformułowano wymagania dotyczące granic i tolerancji uziarnienia dla kruszywa grubego, kruszywa drobnego i naturalnego. Określenie składu ziarnowego metodą przesiewania określona jest normą PN-EN 933-1:2000. Do szczególnych zastosowań dopuszczone są kruszywa o uziarnieniu specjalnym, należy wówczas określić specjalne granice uziarnienia, stosując sita serii R20 według ISO 565:1990, z włączeniem odpowiednich sit spośród 0,063, 0,125,,500, 1, 4, 8, 16, 31,5 i 63 mm. Uziarnienie badanego kruszywa i pole zalecanego uziarnienia według EN Informacje praktyczne Optymalny kształt ziarna, naturalne/łamane Sześcienne/kuliste ziarna są sprawdzone jako lepsze niż ziarna wydłużone, które mogą wpływać niekorzystnie na konsystencję. Ziarna łamane mają trochę większą wodożądność ze względu na większą powierzchnię, ale beton ma większą wytrzymałość, zwłaszcza na rozciąganie. Przewaga kruszywa łamanego Powierzchnia kruszywa łamanego pochodzącego ze skał, dużych bloków itd. składa się tylko z powierzchni łamanych, podczas gdy kru-szywo łamane z otoczaków ma również powierzchnie naturalne. Kruszywo łamane jest obecnie stosowane przy budowie tuneli zgodnie z motto Miejsce wydobycia = miejsce wbudowania. Piaski z kamieniołomu Mogą być krępe ale również wydłużone lub płaskie, zależnie od skały. Nie prowadzą one do dobrej konsystencji a ich wodożądność jest ogólnie wyższa. Szkodliwe zanieczyszczenia Ił, humus, margiel, glina, gips i kruszywo zawierające siarczany, chlorki i alkalia są potencjalnie szkodliwe a ich obecność i możliwe zagrożenia musza być wyjaśnione. Przechodzi przez sito w % wagowo Górna granica Krzywa uziarnienia badanego kruszywa Dolna granica Fizyczne wymagania w stosunku do kruszyw Norma PN-EN 12620:2004 Kruszywa do betonu, Załącznik ZA1 (informacyjny) podaje zestawienie podstawowych właściwości kruszyw ze względu na zamierzone zastosowanie do przygotowania betonu do zastosowania w budynkach, do dróg i innych obiektów budowlanych. Zestawienie to obejmuje: kształt, wymiar i gęstość ziaren, obecność zanieczyszczeń, odporność na rozdrabnianie/kruszenie, odporność na polerowanie/ścieranie, skład/zawartość, stałość objętości, nasiąkliwość, stancje niebezpieczne (w tym promieniowanie radioaktywne), trwałość (zamrażanie/rozmrażanie, reaktywność alkalicznokrzemionkowa) Składniki betonu Wymiar otworów w mm Składnik Rozmiar cząstek w mm Zawartość w mieszance w % Pył wapienny 0 0,25 2,5 Piasek okrągły ,0 Piasek okrągły ,5 Żwir otoczakowy ,0 Żwir otoczakowy ,0 Żwir otoczakowy ,0 W tym przypadku zarówno piasek jak żwir były płukane a dla poprawienia konsystencji dodano drobnego wypełniacza. Trwałość Właściwość ta zależy głównie od odporności na zamrażanie/rozmrażanie kruszywa grubego, która musi być odpowiednia do przewidywanych warunków eksploatacji i sprawdzona gdy niezbędne. Alternatywne źródła kruszywa Złoża kruszywa zarówno grubego jak i drobnego są nieodnawialne i bardzo często na wyczerpaniu. W ostatnich latach rośnie zarówno zainteresowanie jak i stosowanie kruszyw odpadowych i z recyklingu. Najczęściej zagospodarowywane są: Beton z rozbiórki, który po przekruszeniu może zastąpić (z ograniczeniami) kruszywo grube, Odzyskiwanie kruszywa drobnego z instalacji płuczących kruszywo w żwirowniach. Przydatność kruszywa z recyklingu powinna być sprawdzona w każdym przypadku. 1. Składniki betonu 13

8 1.4 Domieszki do betonu Stale rosnące wymagania ze strony użytkowników narzucają konieczność modyfikacji mieszanki betonowej i samego betonu. Powszechnym sposobem modyfikacji tych właściwości jest stosowanie domieszek. W przedmowie do PN-EN 206:2003 wśród norm powołanych wymienia się PN-EN 934-2, która daje precyzyjna definicje domieszki do betonu: domieszka materiał dodawany podczas wykonywania mieszanki betonowej w ilości nie przekraczającej 5 % masy cementu w betonie, w celu zmodyfikowania właściwości mieszanki betonowej lub stwardniałego betonu. W tej samej normie znajduje się klasyfikacja najbardziej popularnych domieszek. Domieszki redukujące ilość wody uplastyczniające Pozwalają na zmniejszenie ilości wody w danej mieszance betonowej bez wpływu na konsystencję lub na poprawę urabialności bez zwiększenia ilości wody lub na jednoczesne osiągnięcie obydwu efektów. Domieszki znacznie redukujące ilość wody upłynniające Pozwalają na znaczne zmniejszenie ilości wody w danej mieszance betonowej bez wpływu na konsystencję lub na znaczną poprawę urabialności bez zwiększenia ilości wody lub na jednoczesne osiągnięcie obydwu efektów. Domieszki zwiększające więźliwość wody Zmniejszają tendencję do wypływania wody na powierzchnię zagęszczonej mieszanki betonowej. Domieszki napowietrzające Wprowadzają w czasie procesu mieszania określoną ilość małych, równomiernie rozmieszczonych pęcherzyków powietrza, które pozostają w betonie po jego stwardnieniu. Napowietrzenie powoduje m.in. istotne zwiększenie mrozoodporności betonu stwardniałego. Domieszki przyśpieszające wiązanie Przyspieszają początek wiązania i wzrost wytrzymałości początkowej. Domieszki przyśpieszające twardnienie Przyspieszają początkowe twardnienie baz wpływu lub z wpływem na czas wiązania. Domieszki opóźniające wiązanie Opóźniają początek wiązania i utrzymują konsystencję. Domieszki zwiększające wodoodporność Zmniejszają kapilarną nasiąkliwość wodą betonu stwardniałego. Domieszki opóźniające/uplastyczniające Połączony efekt uplastyczniający (efekt zasadniczy) i opóźniacza wiązania (efekt drugorzędny). Domieszki opóźniające/upłynniające Połączony silny efekt uplastyczniający (efekt zasadniczy) i opóźniacza wiązania (efekt drugorzędny). Domieszki przyspieszające/uplastyczniające Połączony efekt uplastyczniający (efekt zasadniczy) i przyspieszacza wiązania (efekt drugorzędny). 1.5 Dodatki do betonu Dozowanie domieszek według PN-EN 206-1: Dozwolone dozowanie Małe dozowanie Do 5 % masy cementu (Efekt większego dozowania na zachowanie i trwałość musi być sprawdzony) Domieszki dozowane poniżej 0,2 % masy cementu są dozwolone jeśli rozcieńczone z częścią wody zarobowej Jeśli całkowita ilość stosowanych domieszek przekracza 3 l/m3 betonu, ilość wody którą zawierają musi być uwzględniona przy obliczaniu współczynnika woda/cement. Jeżeli stosowana jest więcej niż jedna domieszka, ich wzajemna zgodność musi być wcześniej sprawdzona. Efekty i stosowanie domieszek opisanych powyżej (i innych) są opisane szczegółowo w następnych rozdziałach. Dodatki do betonu są drobnoziarnistymi materiałami które są na ogół dodawane do betonu w znaczącej ilości (5% - 20%). Są stosowane w celu uzyskania lub poprawienia określonych właściwości mieszanki betonowej lub/i betonu stwardniałego. Norma EN i polski odpowiednik PN-EN wymienia dwa typy nieorganicznych dodatków do betonu. Typ I Zasadniczo nieaktywne materiały takie jak wypełniacze wapienne, pył kwarcowy i kolorowe pigmenty. Pigmenty W celu zabarwienia betonu są stosowane tlenki metali, głownie tlenki żelaza. Dodawane są w ilości 0,5-5% masy cementu. Muszą zachować kolor i być stabilne w alkalicznym środowisku cementu. W przypadku niektórych pigmentów rośnie wodożądność mieszanki, na co ma również wpływ ilość pigmentu. Mączki skalne (pył kwarcowy, mielony wapień) Mieszanki o małej ilości frakcji pylastych mogą być modyfikowane przez wprowadzenie maczek skalnych. Te nieaktywne składniki służą do poprawienia krzywej uziarnienia kruszywa. Rośnie wodożądność, zwłaszcza przy mączkach wapiennych. Inne rodzaje domieszek, które są dostępne na rynku, np. zmniejszające skurcz, inhibitory korozji stali, nie są jeszcze wymienione w normie PN- -EN Składniki betonu 1. Składniki betonu 15

9 Właściwości mączek skalnych wg DIN Materiał Mączki skalne Właściwość Pył kwarcowy Pył wapienny Jednostka Gęstość kg/m 3 (ciężar właściwy) 1 Powierzchnia cm 2 /kg właściwa Ciężar kg/m 3 nasypowy * 1 Ciężar 0,2 ok. 40 % nasypowy * 1 *Ta właściwość powinna być uwzględniona przy obliczaniu pojemności silosów i innych obliczeniach 1 Doświadczenie obecne Typ II Pucolanowe lub inne materiały o ukrytych właściwościach hydraulicznych takie jak naturalne pucolany (tras) popiół lotny i pył krzemionkowy. Popiół lotny jest drobnym popiołem z elektrowni opalanych węglem, który może być użyty jako dodatek zarówno przy produkcji cementu jak i betonu. Jego skład zależy od głównie od rodzaju węgla, jego pochodzenia i warunków spalania. Pył krzemionkowy (mikrokrzemionka) składa się głównie ze sferycznych cząsteczek amorficznego tlenku krzemu pochodzącego z produkcji silikonu i związków silikonowych. Ma powierzchnię właściwą m 2 na gram i jest bardzo aktywna pucolaną. Dozowanie pyłu krzemionkowego wynosi od 5 % do maksimum 10 % wagi cementu. 1.6 Najdrobniejsze frakcje Beton o uziarnieniu kruszywa do 32 mm Beton o uziarnieniu kruszywa do 16 mm Najdrobniejsze składniki mieszanki betonowej i betonu to: cement frakcje kruszywa o uziarnieniu od 0 do 0,125 mm ewentualnie dodatek lub dodatki Najdrobniejsze składniki działają jak smar w mieszance betonowej i poprawiają urabialność oraz retencję wody. Powodują zmniejszenie tendencji do segregacji mieszanki betonowej i czynią jej zagęszczanie łatwiejszym. Z drugiej strony zbyt duża zawartość najdrobniejszych składników w mie- -szance czyni ją zbyt lepką. Można również spodziewać się zwiększonego skurczu i pełzania betonu, co wynika z większej zawartości wody. Podane niżej ilości są sprawdzone jako najlepsze: Kruszywo naturalne Składników najdrobniejszych pomiędzy 350 a 400 kg/m 3 Składników najdrobniejszych pomiędzy 400 a 450 kg/m 3 Kruszywo łamane Składników najdrobniejszych pomiędzy 375 a 425 kg/m 3 Składników najdrobniejszych pomiędzy 425 a 475 kg/m 3 Wyższa ilość składników najdrobniejszych jest przyjmowana zwykle dla betonu samozagęszczalnego (SCC). Właściwość Tabela porównawcza cement/pucolany Materiał Cementy CEM I 42,5* CEM II A-LL 32,5 R* Pucolany przemysłowe Popioły lotne Pył krzemionkowy Jednostka Gęstość ok ok ok kg/m 3 (ciężar właściwy) 1 Powierzchnia właściwa ok ok cm 2 /kg Ciężar ok ok kg/m 3 nasypowy * 1 Ciężar 2, % nasypowy * 1 Ciężar nasypowy * do 98 % * Dane dla przypadkowo wybranych cementów powszechnego użytku ** Ta właściwość powinna być uwzględniona przy obliczaniu pojemności silosów i innych obliczeniach 1 Według aktualnej wiedzy na temat pucolanów Składniki betonu 1. Składniki betonu 17

10 1.7 Woda zarobowa Przydatność wody do produkcji betonu zależy od jej pochodzenia. Norma EN 1008 podaje następujące rodzaje: Woda pitna Odpowiednia do betonu. Nie ma potrzeby sprawdzania. Woda odzyskana z procesów przemysłowych, np. woda po myciu Na ogół przydatna do betonu, ale należy spełnić wymagania podane w Załączniku A powyższej normy, np. dodatkowa ilość cząstek stałych w betonie, wtedy kiedy woda pochodzi z mycia w przemyśle betonów nie może przekraczać 1 % całkowitej ilości kruszywa zawartej w betonie. Woda gruntowa Może być przydatna, ale musi być zbadana. Woda morska i zasolona Może być używana do betonu niezbrojonego lecz nie betonu zbrojonego lub sprężonego. W przypadku betonu zbrojonego lub z wbudowanymi elementami metalowymi nie można przekroczyć dopuszczalnej ilości chlorków w betonie. Woda ze ścieków Nie może być stosowana do betonu. Woda mieszana może pochodzić ze zmieszania wody odzyskanej z procesów w przemyśle betonów i wody z innego źródła. Należy spełnić warunki odnoszące się do wody mieszanej. Badania wstępne (EN 1008, Tablica 1) Najpierw wodę należy zbadać na ślady olejów i tłuszczu, środków spieniających (detergenty!), zawiesin, zapach (np. bez zapachu siarkowodoru po dodaniu kwasu solnego), odczyn ph ma być powyżej 4 i obecność humusu. Woda, która nie spełnia jednego lub kilku wymagań podanych w Tablicy 1, może być stosowana tylko wtedy kiedy spełnia podane niżej wymagania co do składu chemicznego a jej użycie nie ma negatywnego wpływu na czas wiązania i przyrost wytrzymałości (norma EN 1008 podaje metodykę badań). Właściwości chemiczne Chlorki Zawartość chlorków w wodzie nie może przekraczać wartości podanych poniżej: Zastosowanie Najwyższa zawartość chlorków w mg/l Beton sprężony lub zaprawa iniekcyjna 500 Beton zbrojony lub z wbudowanymi ele mentami metalowymi Beton bez zbrojenia lub metalowych ele mentów wbudowanych Siarka Zawartość siarki w wodzie zarobowej nie może przekraczać 2000 mg/l. Alkalia Jeżeli do betonu jest stosowane kruszywo wrażliwe na alkalia, musi być sprawdzona zawartość alkaliów w wodzie zarobowej. Zawartość alka- -liów (ekwiwalent Na 2 O) nie powinna być zwykle wyższa niż 1500 mg/l. Jeżeli wartość ta jest przekroczona, woda taka może być użyta pod warunkiem upewnienia się, że nie dojdzie do szkodliwych reakcji wszelkich alkaliów w betonie z krzemianami. Szkodliwe zanieczyszczenia Należy wykonać badania przede wszystkim na obecność cukrów, fosforanów, azotanów, ołowiu i cynku. O ile wyniki są pozytywne, należy określić ich ilości i porównać do dopuszczalnych limitów lub wykonać badania czasu wiązania mieszanki oraz wytrzymałości betonu na ściskanie. Granice analiz chemicznych: Składnik Najwyższa zawartość w mg/l Cukry 100 Fosforany, wyrażone jako P 2 O Azotany, wyrażone jako NO Ołów, wyrażony jako Pb Cynk, wyrażony jako Zn Czas wiązania i wytrzymałość Początek wiązania, na próbkach z badaną wodą, nie może być krót- -szy niż 1 godzina i nie może różnić więcej niż 25% od czasu wiązania na próbkach wykonanych przy użyciu wody destylowanej lub dejonizowanej. Koniec wiązania nie może być dłuższy niż 12 godzin i nie może różnić więcej niż 25% od czasu wiązania na próbkach wykonanych przy użyciu wody destylowanej lub dejonizowanej. Średnia wytrzymałość na ściskanie po 7 dniach na próbach z badaną wodą musi wynosić co najmniej 90% wytrzymałości na ściskanie na próbkach wykonanych przy użyciu wody destylowanej lub dejonizowanej. Granice analiz chemicznych: Składniki betonu 1. Składniki betonu 19

11 1.8 Obliczanie objętości materiału Celem tego obliczenia jest określenie objętości betonu z ilości materiałów przyjętych do obliczenia. Objętość materiału należy rozumieć jako objętość poszczególnych składników betonu. Założenie obliczenia jest takie, że przyjęte ilości cementu, wody, kruszywa, domieszek i dodatków wymieszane w celu uzyskania 1 m 3 betonu oraz pory po zagęszczeniu zsumują się do objętości 1 m 3. Obliczone objętości i masy na 1 m 3 betonu Surowiec użyty do Dozowanie Potrzebna ilość Gęstość Wydajność projektowanego w % w kg na 1m 3 właściwaw w l na betonu (zgodnie kg/l 1 m 3 z recepturą) Cement Rodzaj: 3,15 kg (sprawdzić) Dodatkowe spoiwo Rodzaj: kg Dodatek pyłu krzemionkowego (dodatkowe spoiwo) Domieszka 1 Rodzaj: Domieszka 2 Rodzaj: kg kg kg 3,15 (sprawdzić) Spodziewana lub planowana zawartość powietrza 1 % = 10 l na 1 m 3 % _ Woda zarobowa w/c lub w/s = (uwzględnić wodę zawartą w kruszywie) kg 1,0 Całkowita objętość w litrach bez kruszywa grubego i piasku 297 Kruszywo (w stanie suchym) Cały beton kg kg na 1 m3) 2,65 (sprawdzić) kg/l (gęstość właściwa świeżego betonu)) (= dla 1000 l) 1000 l (= 1 m 3 ) = kierunek obliczeń Uwaga! Jeżeli całkowita ilość domieszki (domieszek) przekracza 3 l/m 3 betonu, ilość wody w domieszce (domieszkach) musi być uwzględniona przy obliczaniu współczynnika wodno-cementowego. Surowiec użyty do Dozowanie Potrzebna ilość Gę stość Wydajność projektowanego w % w kg na 1m 3 właściwaw w l na betonu ( z g o d n i e kg/l 1 m 3 z recepturą) Cement 3, Rodzaj: CEM I kg 325 (sprawdzić) Dodatkowe spoiwo Rodzaj: kg Dodatek pyłu 9 krzemionkowego (dodatkowe spoiwo) kg 19,5 3,15 (sprawdzić) Domieszka 1 Rodzaj: ViscoCrete (obliczona do sumy cementu i krzemionki) kg 4,13 Domieszka 2 Rodzaj: Spodziewana lub planowana zawartość powietrza 1 % = 10 l na 1 m 3 % 3,0 _ kg wraz z zawartą wodą Woda zarobowa w/c lub w/s = 155* (uwzględnić wodę zawartą w kruszywie) kg 155 1,0 Całkowita objętość w litrach bez kruszywa grubego i piasku 297 Kruszywo (w stanie suchym) kg 1863 Cały beton kg 2362 na 1 m 3 ) 2,65 (sprawdzić) kg/l (gęstość właściwa świeżego betonu)) 30 (= dla 1000 l) 1000 l (= 1 m 3 ) * teoretycznie około 1 litr wody powinien być dodany w zastępstwie suchej masy użytej domieszki Składniki betonu 1. Składniki betonu 21

12 2. Norma EN 206-1:2000 Europejska norma betonowa EN-206-1:2000 była wprowadzona w Europie z okresami przejściowymi o różnej długości, zależnie od kraju. W Polsce norma na beton była wprowadzona w czerwcu 2003 roku i ma oznaczenie PN-EN 206-1:2003. Norma EN odnosi się do konstrukcji wykonywanych na mokro, elementów i konstrukcji prefabrykowanych i wyrobów prefabrykowanych konstrukcyjnych stosowanych w budynkach i budownictwie inżynieryjnym. Ma zastosowanie do: betonu zwykłego betonu ciężkiego betonu lekkiego betonu sprężonego W przygotowaniu są europejskie normy dla następujących rodzajów betonu: betonu natryskowego betonu do budowy dróg i innych powierzchnia narażonych na ruch 2.1 Definicje podane w normie Norma EN i krajowe odpowiedniki nie odnoszą się do: betonu komórkowego betonu spienionego betonu o otwartej strukturze (beton jamisty) zaprawy o maksymalnej średnicy ziaren 4 mm betonu o gęstości mniejszej niż 800 kg/m 3 betonu żaroodpornego W normie EN 206-1: wyraźnie rozdzielono funkcje przypisywane dwóm niezależnie działającym podmiotom, jakimi są producent mieszanki i wykonawca (zamawiający mieszankę betonową. Definicje betonu projektowanego i beton recepturowego podano niżej. Właściwości betonu, warunki użytkowania Beton projektowany Beton, którego wymagane właściwości i dodatkowe cechy są podane producentowi odpowiedzialnemu za dostarczenie betonu zgodnego z wymaganymi właściwościami i dodatkowymi cechami. Beton recepturowy Beton, którego skład i składniki, jakie powinny być użyte są podane producentowi odpowiedzialnemu za dostarczenie betonu o tak określonym składzie. Oddziaływanie środowiska Takie oddziaływania chemiczne i fizyczne na beton, które wpływają na niego lub na zbrojenie lub inne znajdujące się w nim elementy metalowe, a które nie zostały uwzględnione jako obciążenia w projekcie konstrukcyjnym Specyfikacja Końcowe zestawienie udokumentowanych wymagań technicznych dotyczących wykonania lub skladu betonu podane producentowi Normowy beton recepturowy Beton recepturowy, którego skład jest podany w normie przyjętej w kraju stosowania betonu Specyfikujący Osoba lub jednostka ustalająca specyfikację mieszanki betonowej i stwardniałego betonu. Producent Osoba lub jednostka produkująca mieszankę betonową. Wykonawca Osoba lub jednostka stosująca mieszankę betonową do wykonywania konstrukcji lub elementu. Zawartość wody w betonie Całkowita zawartość wody Woda dodana oraz woda już zawarta w kruszywie i znajdująca się na jego powierzchni, a także woda w domieszkach i dodatkach zastosowanych w postaci zawiesin jak również woda wynikająca z dodania lodu lub naparzania. Efektywna zawartość wody Różnica między całkowitą ilością wody w mieszance betonowej a ilością wody zaabsorbowaną przez kruszywo. Współczynnik woda/cement Stosunek efektywnej ilości wody do zawartości masy cementu w mieszance betonowej. Ładunek, dostarczanie, miejsce użycia Beton wytworzony na budowie Beton wyprodukowany na placu budowy przez wykonawcę na jego własny użytek. Beton towarowy Beton dostarczany jako mieszanka betonowa przez osobę lub jednostkę nie będącą wykonawcą. W znaczeniu niniejszej normy betonem towarowym jest również: - beton produkowany przez wykonawcę poza miejscem budowy, - beton produkowany na placu budowy, ale nie przez wykonawcę Norma EN 206-1: Norma EN 206-1:

13 Ładunek Ilość mieszanki betonowej transportowana pojazdem, składająca się z jednego lub większej ilości zarobów. Zarób Ilość mieszanki betonowej wyprodukowana w jednym cyklu operacyjnym betoniarki lub ilość rozładowana w ciągu 1 min z betoniarki o pracy ciągłej. 2.2 Klasy ekspozycji związane z oddziaływaniem środowiska Oznaczenie Klasy XO Oddziaływania środowiska są sklasyfikowane jako klasy ekspozycji. Wybór klas ekspozycji zależy od warunków występujących w miejscu użycia betonu. Ta klasyfikacja oddziaływania nie wyklucza rozważenia warunków specjalnych występujących w miejscu użycia betonu lub zastosowania środków ochrony takich jak użycie stali nierdzewnej lub innego odpornego na korozje metalu i wykonanie powłok ochronnych na beton lub na zbrojenie. Beton może być przedmiotem więcej niż jednej opisanych akcji. Oddziaływania środowiska na jakie jest on narażony mogą stąd wymagać ich wyrażenia jako kombinacja klas ekspozycji. Tablica Opis środowiska Przykłady występowania klas ekspozycji Brak zagrożenia agresją środowiska lub zagrożenia korozją Dotyczy betonów niezbrojonych i nie zawierających innych elementów metalowych: wszystkie środowiska z wyjątkiem przypadków występowania zamrażania/ rozmrażania, ścierania lub agresji chemicznej Beton wewnątrz budynków o bardzo niskiej wilgotności powietrza Dotyczy betonów zbrojonych lub zawierających inne elementy metalowe: bardzo suche Korozja spowodowana karbonatyzacją XC1 Mokre, sporadycznie suche Beton wewnątrz budynków o niskiej wilgotności powietrza Beton stale zanurzony w wodzie XC2 Mokre, sporadycznie suche Powierzchnie betonu narażone na długotrwały kontakt z wodą Najczęściej fundamenty XC3 Umiarkowanie wilgotne Beton wewnątrz budynków o umiarkowanej lub wysokiej wilgotności powietrza Beton na zewnątrz osłonięty przed deszczem Oznaczenie Klasy Opis środowiska Przykłady występowania klas ekspozycji XC4 Cyklicznie mokre i suche Powierzchnie betonu narażone na kontakt z wodą, ale nie jak w klasie ekspozycji XC2 Korozja spowodowana chlorkami nie pochodzącymi z wody morskiej XD1 Umiarkowanie wilgotne Powierzchnie betonu narażone na działanie chlorków z powietrza XD2 Mokre, sporadycznie Baseny suche Beton narażony na działanie wody przemysłowej zawierającej chlorki XD3 Cyklicznie mokre i suche Elementy mostów narażone na działanie rozpylonych cieczy zawierających chlorki Nawierzchnie dróg Płyty parkingów Korozja spowodowana chlorkami z wody morskiej XS1 Narażenie na działanie Konstrukcje zlokalizowane na wybrzeżu lub w jego pobliżu soli zawartych w powietrzu, ale nie na bezpośredni kontakt z woda morską XS2 Stałe zanurzenie Elementy budowli morskich XS3 Strefy pływów, rozbryz- Elementy budowli morskich gów i aerozoli Agresywne oddziaływanie zamrażania/rozmrażania bez środków odladzających albo ze środkami odladzającymi XF1 Umiarkowanie nasyco- Pionowe powierzchnie betonowe narażone na deszcz i zamarzane wodą bez środków nie odladzających XF2 Umiarkowanie nasyco- Pionowe powierzchnie betonowe konstrukcji drogowych narażone ne wodą ze środkami na zamarzanie i działanie środków odladzających z powietrza odladzającymi XF3 Silnie nasycone Poziome powierzchnie betonowe narażone na deszcz i zamarzawodą bez środków nie odladzających XF4 Silne nasycenie wodą ze Jezdnie dróg i mostów narażone na działanie środków środkami odladzającymi odladzających lub wodą morską Powierzchnie betonowe narażone bezpośrednio na działanie aerozoli zawierających środki odladzające i zamarzanie Strefy rozbryzgu w budowlach morskich narażone na zamarzanie Agresja chemiczna XA1 Środowisko chemiczne Beton w oczyszczalniach ścieków, zbiorniki na zawiesiny mało agresywne zgodnie z tablicą XA2 Środowisko chemiczne Elementy betonowe stykające się z woda morską; elementy średnio agresywne zgod- w gruncie korodującym beton nie z tablicą XA3 Środowisko chemiczne Zakłady przemysłowe o wyziewach agresywnych w stosunku do silnie agresywne zgodnie betonu, zbiorniki na pasze, konstrukcje betonowe do odprowaz tablicą dzania spalin Norma EN 206-1: Norma EN 206-1:

14 Wartości graniczne klas ekspozycji dotyczących agresji chemicznej gruntów naturalnych i wody gruntowej Tablica Związek Charakterystyka Jednostka XA1 XA2 XA3 chemiczna Woda gruntowa Siarczan 2- SO 4 mg/l 200 i 600 Dwutlenek węgla ph mg/l 6,5 i 5,5 CO 2 mg/l 15 agresywne i 40 Amoniak + NH 4 mg/l 15 i 30 Magnez MG 2+ mg/l 300 i 1000 Grunt Siarczany 2- SO 4 mg/l 2000 i 3000 > 600 i 3000 < 5,5 i 4,5 > 40 i 100 > 30 i 60 > 1000 i 3000 > 3000 i Lista klas ekspozycji i odpowiadająca najmniejsza zawartość cementu podana jest przy końcu rozdziału 2. > 3000 i 6000 < 4,5 i 4,0 > 100 aż do nasy - cenia > 60 i 100 > 3000 aż do nasy - cenia > i Klasyfikacja według konsystencji Klasy konsystencji podane niżej nie odpowiadają sobie bezpośrednio. Dla betonu wilgotnego, to jest betonu o malej zawartości wody, konsystencja nie jest klasyfikowana. Stopień zagęszczalności Oznaczenie klasy Stopień zagęszczalności CO 1 1,46 C1 1,45 do 1,26 C2 1,25 do 1,11 C3 1,10 do 1,04 Średnica rozpływu Oznaczenie klasy Stopień zagęszczalności F F2 350 do 410 F3 420 do 480 F4 490 do 550 F5 560 do 620 F6 630 Opad stożka Oznaczenie klasy Stopień zagęszczalności S1 10 do 40 S2 50 do 90 S3 100 do 150 S4 160 do 210 S Ve-Be Oznaczenie klasy Stopień zagęszczalności V V1 30 do 21 V2 20 do 11 V3 10 do 6 V4 do 3 1 Nie zaleca się stosowania w tym zakresie 2 Nie zaleca się stosowania w tym zakresie, ale stosuje się powszechnie dla betonu samozagęszczalnego Norma EN 206-1: Norma EN 206-1:

15 2.4 Klasy wytrzymałości na ściskanie Wytrzymałość charakterystyczną można określać na walcach o średnicy 150 mm i wysokości 300 mm lub na próbkach sześciennych 150 mm. Klasy wytrzymałości na ściskanie betonu zwykłego i betonu ciężkiego Klasa wytrzymałości Wytrzymałość charakterystyczna próbki walcowej f ck.cyl MPa C 8/ C 12/ C 16/ C 20/ C 25/ C 35/ C 35/ C 40/ C 45/ C 50/ C 55/ C60/ C 70/ C80/ C 90/ C 100/ Klasy wytrzymałości na ściskanie betonu lekkiego Klasa wytrzymałości Wytrzymałość charakterystyczna próbki walcowej f ck.cyl MPa LC 8/9 8 9 LC 12/ LC 16/ LC 20/ LC 25/ LC 30/ Wytrzymałość charakterystyczna próbki sześciennej f ck. cube MPa Wytrzymałość charakterystyczna próbki sześciennej f ck. cube MPa Klasa wytrzymałości Wytrzymałość charakterystyczna próbki walcowej f ck.cyl MPa LC 35/ LC 40/ LC 45/ LC 50/ LC 55/ LC 60/ LC 70/ LC 80/ Klasy gęstości betonu lekkiego Wytrzymałość charakterystyczna próbki sześciennej f ck. cube MPa Klasa D1.0 D1.2 D1.4 D1.6 D1.8 D2.0 gęstości > 1000 > 1200 > 1400 > 1600 > 1800 i 1000 i i i i i Pojęcie współczynnika k (wyciąg z EN 206-1) Pojęcie współczynnika k umożliwia uwzględnienie dodatków typu II (popiół lotny, pył krzemionkowy) - przez zastąpienie terminu współczynnik woda/cement terminem współczynnik woda/(cement + k x dodatek - przez ustalenie minimalnej zawartości cementu. Wartość k zależy od określonego dodatku. Pojęcie współczynnika k dla popiołu lotnego zgodnego EN 450 Maksymalna ilość popiołu lotnego, uwzględniana w wartości współczynnika k, powinna spełniać warunek: popiół lotny/cement 0,33 masowo. W przypadku zastosowania większych ilości popiołu lotnego, jego nadmiaru nie należy uwzględniać przy obliczaniu współczynnika woda/(cement + k x popiół lotny) oraz w minimalnej ilości cementu Norma EN 206-1: Norma EN 206-1:

16 Dla betonów zawierających cement CEM I zgodny z EN dopuszcza się następujące wartości współczynnika k: CEM I 32,5 k = 0,2 CEM I 42,5 i klasy wyższe k = 0,4 Minimalną ilość cementu wymagana w odpowiedniej klasie ekspozycji (patrz punkt 2.6) można zmniejszyć maksymalnie o ilość równą k x (minimalna zawartość cementu 200) kg/m3, a dodatkowo ilość (cement + popiół lotny) nie powinna być mniejsza niż minimalna zalecana ilość cementu. Pojęcie współczynnika k nie jest zalecane w przypadku betonów zawierających jednocześnie popioły lotne i cement CEM I odporny na siarczany w przypadku klas ekspozycji XA2 i XA3, jeżeli substancja agresywną jest siarczan. Pojęcie współczynnika k dla pyłu krzemionkowego zgodnego z PN- EN A1:2009. Maksymalna ilość pyłu krzemionkowego, uwzględniana we współczynniku woda/cement oraz w zawartości cementu, powinna spełniać warunek: pył krzemionkowy/cement 0,11 masowo. W przypadku użycia większych ilości pyłu krzemionkowego, jego nadmiaru nie należy uwzględniać w obliczaniu wartości współczynnika k. W przypadku betonów zawierających cement CEM I zgodny z EN dopuszcza się stosowanie następujących wartości współczynnika k: współczynnik w/c 0,45 k = 2,0 > 0,45 k = 2,0 z wyjątkiem klas ekspozycji XC i XF, dla których k = 1,0. Minimalna ilość cementu w zależności od klasy ekspozycji podana jest na str. 30. Jednoczesne użycie popiołu lotnego zgodnego z EN 450 i pyłu krzemionkowego zgodnego z PN-EN A1:2009. Dla zapewnienia wystarczającej alkaliczności betonu zbrojonego i sprężonego, należy spełnić następujące warunki maksymalnej ilości popiołu lotnego i pyłu krzemionkowego: popiół lotny (0,66 x cement 3 x pył krzemionkowy) wagowo pył krzemionkowy/cement 0,11 wagowo 2.6 Zawartość chlorków (wyciąg z EN 206-1) Zastosowanie betonu Bez zbrojenia stalowego lub innych elementów metalowych, z wyjątkiem uchwytów odpornych na korozję Ze zbrojeniem stalowym lub z innymi elementami metalowymi Ze stalowym zbrojeniem sprężającym Zawartość chlorków betonie, określana jako procentowa zawartość jonów chloru do masy cementu, nie powinna przekraczać wartości przewidzianej w wybranej klasie podanej w poniższej tablicy. Maksymalna zawartość chlorków w betonie Klasa zawartości chlorków a Cl 1,0 1,0% Cl 0,20 Cl 0,40 Cl 0,10 Cl 0,20 Maksymalna zawartość Clodniesiona do masy cementu b 0,20% 0,40% 0,10% 0,20% a Klasa zawartości chlorków odpowiednia dla betonu o specjalnym zastosowaniu, zależy od postanowień przyjętych w kraju stosowania betonu. b W przypadku stosowania dodatków typu II oraz ich uwzględniania w masie cementu, zawartość chlorków wyraża się jako procentową zawartość jonów chloru w odniesieniu do masy cementu wraz z całkowita masą uwzględnianych dodatków. Ilość ta nie może być zmniejszona o więcej niż 30 kg/m3 w betonie użytkowanym w klasach ekspozycji dla których minimalna zawartość cementu wynosi 300 kg/m 3. Dodatkowo, ilość (cement + k x pył krzemionkowy) nie może być mniejsza niż minimalna ilość cementu wymagana dla odpowiedniej klasy ekspozycji Norma EN 206-1: Norma EN 206-1:

17 Klasy ekspozycji Korozja wywołana chlorkami Zamrażanie/Rozmnażanie Środki chemiczne Woda morska Chlorki niepochodzące z wody morskiej agresywne Korozja spowodowana karbonatyzacją Brak zagrożenia agresją środowiska lub zagrożenia korozjąt XO XC1 XC2 XC3 XC4 XS1 XS2 XS3 XD1 XD2 XD3 XF1 XF2 XF3 XF4 XA1 XA2 XA3 Maximum w/c Minimalna C12/15 C20/ C25/ C30/ C30/ C30/ C35/ C35/ C30/ C30/ C35/ C30/ C25/ C30/ C30/ C30/ C30/ C35/ klasa wytrzymałości Minimalna zawartość cementu kg/m 2 Minimalna a 4.0 a 4.0 a zawartość powietrza (%) Inne wy Kruszywo zgod- Produkt odporny na magania ne z EN siarczany b o odpowiedniej mrozoodporności a Gdy beton nie jest napowietrzony, zaleca się badanie jego właściwości użytkowych odpowiednią metodą, porównując z betonem, którego odporność na zamrażanie/rozmrażąnie w danej klasie eksopzycji jest potwierdzona b w przypadku gdy SO 2 wskazuje na klasy ekspozycji XA2 oraz XA3 jest niezmiennie ważne, aby stosować cement odporny na siarczany jest sklasyfikowany pod względem odporności na siarczany, zaleca sie stosowanie cementu o średniej lub wysokiej odporności na siarczany dla klasy ekspozycji XA2 (oraz dla klasy ekspozycji XA!, jeeśli występuje) oraz cementu o wysokiej odporności na siarczany dla klasy ekspozycji XA Specyfikacja betonu 2.8 Kontrola zgodności Produkcja Wprowadzenie normy EN rozszerzyło ilość wymagań podawanych przy zamawianiu betonu lub przy przetargach. Niżej podano przykład specyfikacji betonu projektowanego, do podawania pompą, z przeznaczeniem wykonania płyty dennej na gruncie w warunkach występowania wody gruntowej. Wymaganie zgodności z EN Wymaganie zgodności z EN Klasa wytrzymałości na ściskanie: C 30/37 Klasa ekspozycji: XC 4 Klasa zawartości chlorków: Cl 0,20 Maksymalny nominalny rozmiar ziarn kruszywa: 32 mm Klasa konsystencji: C3 Pompowalny Kontrola zgodności obejmuje ogół działań i decyzji podejmowanych według zasad zgodności, przyjętych przed sprawdzeniem zgodności betonu ze specyfikacją. Kontrola zgodności rozróżnia działania dla betonu projektowanego i betonu recepturowego. Pobieranie i badanie próbek betonu zwykłego i betonu ciężkiego należy przeprowadzać albo na betonach o indywidualnych składach albo na rodzinach betonów o ustalonej adekwatności. Minimalna częstotliwość pobierania próbek do oceny zgodności wg EN 206-1(beton projektowany) Pierwsze 50 m 3 produkcji Minimalna częstotliwość pobierania próbek Po pierwszych 50 m3 produkcji a Beton z certyfikatem kontroli produkcji Beton bez certyfikatu kontroli produkcji Początkowa (do 3 próbki 1/200 m 3 lub 1/150 m 3 lub momentu uzyska- 2/tydzień produkcji 1/dzień produkcji nia co najmniej 35 wyników badań) Ciągła b (po uzyska- 1/400 m 3 lub niu co najmniej 35 1/tydzień produkcji wyników badań) a Pobieranie próbek powinno być rozłożone w czasie produkcji i nie zaleca się pobierania więcej niż 1 próbki z każdych 25 m3 mieszanki. b Gdy odchylenie standardowe ostatnich 15 wyników przekracza 1,37 δ, częstotliwość pobierania próbek należy zwiększyć do częstotliwości wymaganej dla produkcji początkowej, do uzyskania następnych 35 wyników badań. Kryteria zgodności wytrzymałości na ściskanie patrz EN Norma EN 206-1: Norma EN 206-1:

18 2.9 Kontrola właściwości innych niż wytrzymałość 3. Beton Zgodnie z EN należy wykonywać badania właściwości mieszanki betonowej i betonu inne niż wytrzymałość na ściskanie. Plan pobierania próbek i badań oraz kryteria zgodności podane są dla konsystencji mieszanki betonowej (urabialności), wytrzymałości przy rozłupywaniu, gęstości, zawartości cementu, zawartości powietrza, zawartości chlorków i współczynnika w/c. Szczegóły w normie. Szczegóły poszczególnych metod badania podane są w rozdziale 4 i rozdziale Główne zastosowania betonu Pożytecznym jest sklasyfikować zastosowania betonu na podstawie obserwacji gdzie i jak jest wytwarzany oraz do czego ma zastosowanie, gdyż od tych czynników zależą bardzo różne wymagania i właściwości. Struktura zużycia cementu w dwóch bliskich europejskich krajach w 2002 roku jest przykładem jak mogą różnić się sposoby wykorzystania cementu: Szwajcaria Niemcy Około 72% do produkcji Około 55% do produkcji betonu towarowego betonu towarowego Około 17% do firm Około 20% do producentów handlowych zaopatrujących wyrobów betonowych budownictwo Około 7% do produkcji Około 11% do produkcji prefabrykatów prefabrykatów Około 4% do innych Około 14% do innych zastosowań zastosowań Norma EN 206-1: Beton 35

19 3.1.1 Beton konstrukcji wykonywanych na mokro Beton do konstrukcji na mokro mieszany na budowie lub dowożony z wytwórni pozostaje na stałe jako element konstrukcji w miejscu jego ułożenia i zagęszczenia w deskowaniu. Wytwornie betonu towarowego, które dostarczają beton, są obecnie tak powszechne na wielu rynkach, że wykonawca robót może być zaopatrzony w beton, a właściwie mieszankę betonową w sposób szybki i odpowiedzialny. Betoniarnia na placu budowy w dalszym ciągu jest rozwiązaniem ekonomicznym i dogodnym logistycznie w przypadkach dużych konstrukcji, kiedy beton jest potrzebny w sposób ciągły. Beton do konstrukcji na mokro może być produkowany w wielu odmianach i musi być zgodny z wielu wymaganiami zawartymi w specyfikacjach technicznych. Jego zastosowanie może być podzielone na następujące etapy: Opracowanie składu betonu Przed opracowaniem składu (receptury) betonu jego właściwości muszą być określone w wymaganiach dotyczących konkretnego obiektu. Powinny być zdefiniowane następujące parametry: - Wymagania wytrzymałości - Wymagania trwałości - Wymagania estetyczne - Maksymalny nominalny rozmiar kruszywa - Metoda układania - Szybkość układania - Konsystencja mieszanki - Ogólne warunki brzegowe (temperatura i inne) - Metoda i czas dostarczania - Okres pielęgnacji/dojrzewania - Określenie wymagań do badań - Skład mieszanki i specyfikacja - Badania wstępne - Korekta składu, jeżeli konieczna Betony otrzymane z tych parametrów są wyszczególnione w rozdziale 3.2. Właściwości mieszanki betonowej i jej badanie są omówione szczegółowo w rozdziale 4 a właściwości betonu i jego badanie w rozdziale 5. Produkcja Produkcja jest czynnikiem krytycznym dla otrzymywanego betonu a składa się zasadniczo z dozowania i mieszania składników. Na właściwości betonu podczas mieszania mogą mieć wpływ następujące czynniki: - Rodzaj mieszalnika - Podawanie składników - Wielkość mieszalnika - Kontrola jakości wytwórni - Intensywność mieszania - Operator betoniarki - Czas mieszania - Czyszczenie/konserwacja mieszalnika Superplastyfikatory powinny być na ogół mieszane z wodą zarobową lub dodawane do mieszanki razem z wodą (nie wcześniej). Dalsze informacje na ten temat są podane w kartach technicznych wyrobów Sika. Przygotowanie na budowie Przygotowanie na budowie składa się z: - Uruchomienia systemów dostarczania/układania betonu - Przygotowania deskowania z uwzględnieniem stosowania środków zmniejszania przyczepności - Sprawdzenie zbrojenia - Sprawdzenie deskowania (mocowanie, szczelność, dopuszczalne ciśnienie) - Dostarczenie narzędzi do zagęszczania (wibratory itd.) oraz do wykończenia (belki, zacieraczki) Dostarczanie Jeżeli beton jest dostarczany samochodami, należy uwzględnić następujące dodatkowe czynniki: - Czas dostarczania (warunki ruchu drogowego, możliwe korki itd.) - Określenie niezbędnych obrotów mieszalnika na betonowozie w czasie transportu - Nie pozostawiać betonowozu wystawionego na działanie słońca w czasie postoju/oczekiwania - Dla betonu samozagęszczalnego (SCC) określić maksymalną ilość betonu w betonowozie - Nie dodawać wody lub dodatkowej porcji domieszki, jeżeli nie jest to określone - Wymieszać starannie przed rozładunkiem ( 1 minuta na m 3 betonu) Układanie Beton jest na ogół układany w ograniczonym i określonym okresie. Następujące czynniki mają wpływ na tę operację, która jest krytyczna dla jakości betonu w konstrukcji: - Sprawdzenie dokumentu dostawy - Użycie właściwego sprzętu (wibratory itd.) - Unikanie nadmiernego okresu do czasu wbudowania - Ciągłe układanie i zagęszczanie - Powtórne zagęszczenie przy dużych objętościach - Podjąć odpowiednie środki w przypadku przerw w układaniu - Wykonać konieczne prace wykończeniowe (kontrola końcowa) Pielęgnacja Odpowiednia i prawidłowo wykonana pielęgnacja ma podstawowe znaczenie dla uzyskania stałej i odpowiedniej jakości betonu. Na jej skuteczność maja wpływ następujące czynniki: - Chronić od skrajnych warunków pogodowych (działanie słońca, wiatru, deszczu, mrozu itd.) - Po zakończeniu układania chronić przed wstrząsami i wibracją - Stosować firmowe środki pielęgnacji - Przykrywać folią lub matami przeciwmrozowymi - Utrzymywać w stanie wilgotnym i nawilżać gdy niezbędne - Stosować okres pielęgnacji odpowiedni do temperatury Dalsze szczegóły pielęgnacji podane są w rozdziale Beton 3. Beton 37

20 3.1.2 Beton do elementów prefabrykowanych Beton do prefabrykatów jest stosowany do produkcji elementów które są dostarczane na budowę po ich stwardnieniu. Znika zatem praktyka długiej podróży mieszanki betonowej, co zmienia całą technologię wykonania. Beton stosowany do produkcji elementów prefabrykowanych wymaga uprzemysłowionej praktyki produkcji a dobry skład mieszanki betonowej i jej stała optymalizacja są podstawowe dla jakości. Następujące punkty są ważne na różnych etapach produkcji: Opracowanie składu betonu Przed opracowaniem składu (receptury) betonu jego właściwości musza być określone w wymaganiach dotyczących konkretnego rodzaju elementu, zamierzonego zastosowania i warunków eksploatacji. Zwykle powinny być zdefiniowane następujące parametry: - Wymagania wytrzymałości - Wymagania trwałości - Wymagania estetyczne - Maksymalny nominalny rozmiar kruszywa - Metoda układania - Szybkość układania - Konsystencja mieszanki - Ogólne warunki brzegowe (temperatura i inne) - Dostarczanie betonu i jego układanie - Okres pielęgnacji/dojrzewania - Określenie wymagań do badań - Uwzględnienie wymagań specyficznych dla danego rodzaju elementu - Określenie pielęgnacji - Skład mieszanki i specyfikacja - Badania wstępne - Korekta składu, jeżeli konieczna Betony otrzymane z tych parametrów są wyszczególnione w rozdziale 3.2. Właściwości mieszanki betonowej są omówione szczegółowo w rozdziale 4 a jej badanie w rozdziale 4.2. Właściwości betonu są podane w rozdziale 4 a jego badanie w rozdziale 5.2. Produkcja Produkcja jest czynnikiem krytycznym dla otrzymywanego betonu a składa się zasadniczo z dozowania i mieszania składników. Na właściwości betonu podczas mieszania mogą mieć wpływ następujące czynniki: - Rodzaj mieszalnika - Wielkość mieszalnika - Intensywność mieszania - Czas mieszania - Podawanie składników - Kontrola jakości wytwórni - Operator betoniarki - Czyszczenie/konserwacja mieszalnika 3.2 Betony specjalne Beton pompowy Superplastyfikatory powinny być na ogół mieszane z wodą zarobową lub dodawane do mieszanki razem z wodą (nie wcześniej). Dalsze informacje na ten temat są podane w kartach technicznych wyrobów Sika. Przygotowanie Przygotowanie w wytwórni prefabrykatów składa się z: - Dostarczenia form i sprzętu do transportu/podawania - Przygotowania form z uwzględnieniem stosowania środków zmniejszania przyczepności - Sprawdzenie zbrojenia - Sprawdzenia form (mocowanie, szczelność) - Dostarczenie narzędzi do zagęszczania oraz do wykończenia Układanie Beton jest na ogół układany w określonym, krótkim czasie. Następujące czynniki mają wpływ na pozytywne wykonanie tej operacji, która jest krytyczna dla jakości betonu w elemencie: - Sprawdzenie betonu przeznaczonego do układania - Użycie właściwego sprzętu (wibratory) - Unikanie nadmiernego okresu do czasu wbudowania - Ciągłe układanie i zagęszczanie - Bardzo staranne wykończenie - Kontrola końcowa Pielęgnacja Ze względu na zwykle ciągłą produkcję elementów prefabrykowanych, wymagane są krótkie czasy wykonania poszczególnych etapów, stąd również pielęgnacja musi być wykonana w ograniczonym czasie a na jej skuteczność maja wpływ następujące czynniki: - Uwzględnić pielęgnacje przy projektowaniu składu betonu - Stosować naparzanie, jeżeli konieczne - Po zakończeniu układania chronić przed wibracją - Stosować firmowe środki pielęgnacji - Przykrywać folią lub matami przeciwmrozowymi - Utrzymywać w stanie wilgotnym i nawilżać gdy niezbędne - Stosować okres pielęgnacji odpowiedni do temperatury Dalsze szczegóły pielęgnacji podane są w rozdziale 8. Obecnie beton pompowy ma wiele zastosowań spełnia wiele różnorodnych wymagań. Podstawowym warunkiem jest odpowiedni skład mieszanki betonowej, aby mogła być pompowana bez segregacji i zatykania przewodów. Skład Kruszywo - Maksymalna średnica: < 1/3 średnicy przewodów - Skład zaprawy w betonie pompowanym musi zapewniać dobrą spójność mieszanki dla uniknięcia jej segregacji w czasie podawania Beton 3. Beton 39