Możliwości zastosowania frakcjonowanych UPS w produkcji prefabrykatów inżynieryjno-technicznych infrastruktury drogowej

Transkrypt

1 Możliwości zastosowania frakcjonowanych UPS w produkcji prefabrykatów inżynieryjno-technicznych infrastruktury drogowej Grzegorz Łój Seminarium: Innowacyjne rozwiązania w wykorzystaniu ubocznych produktów spalania (UPS) Realizowane w ramach Przedsięwzięcia IniTech: Analiza uwarunkowań oraz badania możliwości wykorzystania wybranych UPS w budownictwie i inżynierii lądowej nr rejestracyjny OSF Kraków 14 listopada 2012

2 Cechy technologii wibroprasowania betonu oraz właściwości mieszanki betonowej do niej przeznaczonej Laboratoryjna weryfikacja składów mieszanek betonowych z frakcjonowanymi UPS Półtechniczna weryfikacja składów mieszanek betonowych z frakcjonowanymi UPS Nawierzchnie próbne z prefabrykatów drogowych zawierających frakcjonowane UPS

3 Betonowe elementy brukowe Technologie: Jednowarstwowa Wielowarstwowa (dwuwarstwowa) Metody produkcji: Stacjonarna na paletach technologicznych Stacjonarna na paletach transportowych Przejezdna

4 Wibroprasowanie betonu

5 Cechy mieszanki betonowej dla elementów wibroprasowanych Bardzo niskie w/c ok. 0,34 0,4 Konsystencja wilgotna bardziej sztywna niż K1 lub C0 Stosowane kruszywo: Warstwa konstrukcyjna 0/8mm (0/16mm) Warstwa licowa 0/2mm (0/4mm) Wysoki punkt piaskowy mieszanki kruszyw Optymalna zawartość części pylastych w zakresie (400) kg/m 3

6 przesiew, % Optymalne krzywe uziarnienia mieszanki kruszywowej Punkt piaskowy Suma części pylastych z kruszywa i dodatków ,125 0,25 0,5 1,0 2,0 4,0 8,0 sito o długości boku oczka kwadratowego, mm

7 Przechodzi [%] Receptury próbne Składy wyjściowe mieszanek betonowych dla warstwy konstrukcyjnej betonowej kostki brukowej Składnik Dozowanie [kg/1m 3 ] Dozowanie [kg/1m 3 ] CEM I 42,5R lub CEM II/A-M(S-LL) 52,5R Popiół lotny lub frakcjonowany UPS Piasek 0/ Żwir I 2/ Woda (teoretyczna) ok ok. 130 Domieszka plastyfikator 1,2 1,2 Punkt piaskowy: 51,0 51, ,125 0,25 0,5 1,0 2,0 4,0 8,0 Bok oczka sita [mm] Przykładowa kumulacyjna krzywa uziarnienia kruszywa dla warstwy konstrukcyjnej betonowej kostki brukowej

8 Przechodzi [%] Receptury próbne Składy wyjściowe mieszanek betonowych dla warstwy licowej betonowej kostki brukowej Składnik Dozowanie [kg/1m 3 ] Dozowanie [kg/1m 3 ] CEM I 42,5R lub CEM II/A-M(S-LL) 52,5R Popiół lotny lub frakcjonowany UPS Piasek 0/ Żwir I 2/ Woda (teoretyczna) ok. 150 ok. 145 Domieszka plastyfikator 3,3 3,3 Punkt piaskowy: 96,0 96, ,125 0,25 0,5 1,0 2,0 4,0 Bok oczka sita [mm] Przykładowa kumulacyjna krzywa uziarnienia kruszywa dla warstwy konstrukcyjnej betonowej kostki brukowej

9 Badanie podatności mieszanek betonowych na zagęszczanie metodą wibroprasowania Stanowisko pomiarowe Wyniki badania podatności na zagęszczania (wykres zależności gęstości od czasu)

10 Wyniki badań laboratoryjnych Gęstość i nasiąkliwość próbek walcowych zaformowanych na stanowisku do badania podatności na zagęszczanie metodą wibroprasowania

11 Wyniki badań laboratoryjnych MPa Wytrzymałość na ściskanie próbek walcowych zaformowanych na stanowisku do badania podatności na zagęszczanie metodą wibroprasowania

12 Półtechniczna weryfikacja receptur laboratoryjnych Do prób wybrano zakłady różniące się poziomem technicznym i technologicznym: Różne maszyny formujące Zróżnicowany stopień automatyzacji zakładu Różne warunki wstępnego dojrzewania wyrobów Wyprodukowano różne drobnowymiarowe prefabrykaty drogowe zawierające frakcjonowane UPS Betonowa kostka brukowa Krawężniki i obrzeża betonowe Bloczki betonowe

13 wytrzymałośc na rozciąganie przy rozłupywaniu, MPa Półtechniczna weryfikacja receptur laboratoryjnych wybrane parametry weryfikacyjne dla kostki brukowej CEM I T-002 T002/F0-45 T-002/f pow dzieo 7 dni 28 dni 90 dni 180 dni

14 Półtechniczna weryfikacja receptur laboratoryjnych wybrane parametry weryfikacyjne dla kostki brukowej Odpornośd na warunki atmosferyczne Nasiąkliwośd wagowa % Odpornośd na środki odladzające złuszczenie z powierzchni, kg/m 2 Ubytek masy, % PN-EN 1338:2005+AC:2007 PN-B-06250:1988 CEM I 3,75 0,10 0,66 T-002 4,62 0,40 0,36 T-002/f ,21 0,31 0,52 T002/f pow 45 4,92 0,95 2,71

15 Półtechniczna weryfikacja receptur laboratoryjnych wybrane parametry weryfikacyjne dla krawężników Receptura z 33% frakcjonowanego UPS Wytrzymałośd na zginanie, MPa PN-EN 1340:2004+AC:2007 Nasiąkliwośd wagowa, % K-002 6,7 5,1 K-002/f0-30 7,2 4,9 K-002/f ,6 4,8 Odpornośd na środki odladzające badania w toku Ścieralnośd

16 Półtechniczna weryfikacja receptur laboratoryjnych Wybrane parametry weryfikacyjne dla bloczków betonowych Gęstość brutto (stan suchy) [kg/m 3 ] Wytrzymałość na ściskanie [N/mm 2 ] Bloczki - 33% K Bloczki - 33% K002/f Bloczki - CEM I 2170 Wytrzym. Średnia f m Wytrzym. znormalizowana f b Bloczki - 33% K002 18,8 26,5 Bloczki - 33% K002/f ,5 29,0 Bloczki - CEM I 15,5 22,0 3. Współczynnik absorpcji wody [g/m 2 s] Bloczki - 33% K002 2,2 Bloczki - 33% K002/f0-30 1,8 Bloczki - CEM I 1,9

17 Nawierzchnie próbne z prefabrykatów zawierających frakcjonowane UPS Na potrzeby próbnych nawierzchni wyprodukowano: krawężniki i obrzeża betonowe zawierające frakcjonowane UPS 4 rodzaje betonowej kostki brukowej z UPS w warstwie konstrukcyjnej 1 rodzaj betonowej kostki brukowej z frakcjonowanym UPS w warstwie licowej Spoiwa drogowe zawierające frakcjonowane UPS (do stabilizacji gruntu oraz do podbudów i podsypki pod kostkę) Ciąg komunikacyjny dla ruchu pieszego i lekkiego ruchu kołowego (do 7 ton).

18 Nawierzchnie próbne z prefabrykatów zawierających frakcjonowane UPS Miejsca postojowe dla samochodów ciężarowych z naczepami

19 Podsumowanie Frakcjonowane UPS wywierają korzystny wpływ na kształtowanie parametrów użytkowych prefabrykatów betonowych przeznaczonych dla infrastruktury inżynieryjno-drogowej Wykonane badania wskazują na możliwości szerszego wykorzystania frakcjonowanych UPS w technologii betonu wibroprasowanego

20 Dziękuję za uwagę