Niski wskaźnik w/c kluczem do trwałości betonu

Transkrypt

1 Niski wskaźnik w/c kluczem do trwałości betonu Współczynnik woda/cement (w/c) w betonie wyznacza wytrzymałość, zwartość, a tym samym, długoletnią trwałość odlewu betonowego. Zmniejszenie stosunku w/c powoduje powstanie bardziej zwartej i odpornej powierzchni odlewu betonowego, która opóźnia przenikanie, np. soli mineralnych, tlenu, wilgoci i dwutlenku węgla, a zatem znacznie zwiększa okres uŝytkowania konstrukcji betonowej. JeŜeli środowisko agresywne oddziaływać będzie na powierzchnię betonu, przenikając do jego wnętrza, atakować będzie zbrojenie niszcząc konstrukcję. Rysunek 1. Współczynnik w/c, wahania głębokości [1], [2] Podczas wylewania betonu na syntetyk, nadmiar wody i powietrza odprowadzany jest z powierzchni świeŝo wylanego betonu, zmniejszając stosunek w/c na powierzchni odlewu betonowego, a zatem, znacznie poprawiając warstwę wierzchnią betonu. Patrz rysunek 1. Współczynnik w/c, wynoszący,2 na powierzchni betonu, uzyskany został na Uniwersytecie w Aalborg, Dania [1], przy wylewaniu betonu do deskowania wyłoŝonego syntetykiem. Tak doskonały rezultat mógł być uzyskany tylko poprzez odprowadzenie nadmiaru wody z powierzchni odlewanego betonu. Dyfuzja chlorków Współczynnik dyfuzji chlorków stanowi wyraŝenie prędkości jonów chlorków, przenikających przez beton. Test opublikowany w czasopiśmie Cement & Concrete Research [3], wskazuje, Ŝe współczynnik dyfuzji chlorków zaleŝny jest od współczynnika w/c. Patrz rysunek 2. Współczynnik dyfuzji chlorków ulega zmniejszeniu wraz ze zmniejszeniem współczynnika w/c im niŝszy współczynnik w/c, tym silniejsza i trwalsza jest konstrukcja betonowa. Rysunek 2. Współczynnik dyfuzji chlorków w powiązaniu ze współczynnikiem w/c. [3]. Współczynnik dyfuzji [1-12 m 2 /s] ,8 3,8,2,4,6,8 Współczynnik w/c Próba została wykonana na próbkach pasty, Czas trwania pomiaru: 1 dni, roztwór soli: 3% NaCl na 1 miesiąc [1] Morten Gantriis Sørensen, Effekt af anvendelse af CPF ved betonstøbning (Efekt zastosowania CPF przy wylewaniu betonu), dysertacja końcowa, Uniwersytet w Alborg, Dania, Styczeń 21 [2] Magazine of concrete research (Magazyn badań betonów), tom 43, nr 155, Czerwiec 1991, strony [3] Cement & Concrete Research (Badania Cementu I Betonu), tom 29 (1999) strony

2 Typowa ilość wody odprowadzanej przez syntetyk wyłoŝony na deskowaniu, wynosi,5-3, litra/m 2, w zaleŝności od rodzaju mieszanki betonowej oraz wysokości wylewki betonowej, patrz rysunek 2 i 3. Mieszanka betonowa Zasada działania jest syntetykiem wykonanym z Rysunek 1. Zasada działania cienkich włókien polipropylenowych, z jednej strony jest łączona termicznie tworząc filtr, podczas gdy druga strona jest warstwą drenaŝową. Rozmiar porów filtracyjnych zaprojektowany jest w ten sposób, Ŝe cząstki cementu są zatrzymywane, podczas gdy woda przechodzi przez warstwę, patrz rysunek 1. odprowadza znaczne ilości wody z wszystkich tradycyjnie stosowanych betonów. Badania wykonane były na dwóch całkowicie róŝnych rodzajach betonów. Pierwszy z nich zawierał duŝo pucolanów (mikrokrzemionka i popiół lotny) oraz niski współczynnik w/c, natomiast drugi był bez dodatków pucolan i posiadał wysoki współczynnik w/c. Zestawienie mieszanek przedstawiono w tabeli 1 a wyniki na rysunku 2. Rysunek 2. Woda odprowadzana przy wysokości:,75 m, dla dwóch rodzajów betonów, pokazanych w tabeli 1 Wysokość wylewki betonowej Woda odprowadzana jest poza deskowanie na skutek ciśnienia hydrostatycznego betonu od góry. Syntetyk nie zasysa wody. Na rysunku 3 pokazano wyniki testu, wykonanego dla wyznaczenia wpływu wysokości wylewki betonowej na ilość odprowadzanej wody. Rysunek 3. Woda odprowadzana, jako funkcja wysokości wylewki Tabela 1. Typy zastosowanych betonów A B Cement 34 kg/m 3 34 kg/m 3 Popiół lotny 4 kg/m 3 Mikrokrzemionka 2 kg/m 3 Plastyfikator 2,8 kg/m 3 1, kg/m 3 Kruszywo 172 kg/m kg/m 3 Woda/cement,37,49

3 Jakość Odlewu odprowadza wodę z powierzchni odlewu betonowego obniŝając stosunek w/c w zewnętrznej strefie betonu. ObniŜenie stosunku w/c daje w rezultacie powierzchnię betonu o większej gęstości, zawierającą mniejszą ilość porów o małych rozmiarach. Wykonane przez niezaleŝne laboratoria testy wykazały polepszenie jakości betonu poprzez zastosowanie syntetyku. Betonowego Rysunek 3. Stosunek W/C Odporność na zuŝycie warstwy Wytrzymałość na rozciągnięcie Penetracja wody betonu warstwy betonu Głębokość penetracji, mm ZuŜyty materiał, cm 3 /5 cm 2 Maksymalne napręŝenie, MPa [1], DIN 148 [1], DIN 5218 [2], BS ,8 61 3,1 11,3 1,6 15 Absorbcja wody Szybkość nasiąkania, mm/ min [2], AG TM/95/1,31,15 Odporność na działanie mrozu Mierzony materiał, kg/m 2 [2], CD C ,21,1 Zawartość chlorków Na głębokości 1-2 cm betonu klasy B35. Zawartość, % masy betonu [1], 4 dni przy 5 mm 3% NaCl,6,15 Nasycanie dwutlenkiem węgla Głębokość karbonizacji, mm [3], 37 dni w czystym CO 2 4 Profil chlorków Zawartość, % masy betonu [2], 28 dni, 16% NaCl, 4 o C 2 Współczynnik dyfuzji chlorków Współczynnik dyfuzji, 1-13 m 2 /sek. [2], Without 28 dni, 16% Formtex NaCl, 4With o C 12,9 % , Głębokość Distance od from powierzchni surface [cm] (cm)

4 Zastosowane mieszanki betonu [1] Klasa B25 B35 B45 B35 Typ cementu (produkty brytyjskie): Typ1 32.5R Typ1 42.5R Typ1 42.5R Typ3 B32.5NWHS Woda/cement,53,51,47,5 Cement (kg/m 3 ) Popiół lotny (kg/m 3 ) Plastyfikator (kg/m 3 ) Woda (kg/m 3 ) Kruszywo (kg/m 3 ) max 22 mm Type: B35 Przepływ Betegnelse (DIN148) WU-Beton BII Wytrzymałość Cement (PZ na ściskanie 28 37L dni, 2 NW mm HS kostka sześcienna DIN mm 38,9 MPa mm 4,4 MPa mm 47,1 MPa mm 4,7 MPa [2] Klasa C35 [3] Typ cementu (produkty brytyjskie): BCI Northfleet Woda/cement.53 Cement (kg/m 3 ) 34 Woda (kg/m 3 ) 18 Kruszywo (kg/m 3 ) max 2 mm 1835 Odpad (BS 1881 del 12) Wytrzymałość na ściskanie 28 dni, 2 mm kostka sześcienna DIN mm 45,5 MPa Klasa B35 Typ cementu (produkty brytyjskie): PZ35 L NW HS Water/cement,49 Cement (kg/m 3 ) 34 Plastyfikator (kg/m 3 ) 2,7 Woda (kg/m 3 ) 168 Kruszywo (kg/m 3 ) max 32 mm 1881 Przepływ (DIN148) 1,7 Wytrzymałość na ściskanie 28 dni, 2 mm kostka sześcienna DIN MPa Literatura, źródła danych: [ ] [1] Technika zapewniająca polepszenie powierzchni zewnętrznej odlewu betonowego, Reinhard Barnewold, Stuttgart 2. [2] Ocena wpływu syntetyku na właściwości powierzchniowe betonu, Taywood Engineering, Southall [3] Wpływ syntetyku na jakość zewnętrznej powłoki odlewu betonowego, Prof. Günther Schelling, Stuttgart 1995.

5 Obliczenie wymagań materiałowych W celu zapewnienia prawidłowej instalacji syntetyku, materiał musi wystawać poza obszar odlewanej powierzchni betonowej. W związku z tym, przy określaniu ilości potrzebnego syntetyku, konieczne jest uwzględnienie zakładki potrzebnej do wypuszczenia materiału poza obręb deskowania. Po prawej stronie podany jest model obliczeniowy dla określenia wymiarów rolki, dla określonej liczby elementów deskowania. Określenie rozmiaru rolki syntetyku : Minimalna długość rolki (podana w m): (h +,5 m) x liczba elementów deskowania Minimalna szerokość rolki (podana w m): w +,4 m Symbole h oraz w reprezentują wysokość i szerokość panelu deskowania tak jak jest to podane poniŝej. h Szerokość rolki w Długość rolki Standardowe wymiary rolki syntetyku : Szerokość Długość 2,75 m 5 m 2,75 m 1 m 3,2 m 5 m 3,2 m 1 m 4, m 5 m 4, m 1 m Przykład obliczenia: Wykonywane jest betonowanie ściany z jednej strony przy uŝyciu syntetyku. Wymiar ściany: 4 m x 2 m. NaleŜy zastosować ogółem 1 elementów deskowania, kaŝde o wymiarach 4 m x 2 m. Minimalny wymiar rolki Długość rolki: (4 m +,5 m) x 1 elementów = 45 m Szerokość rolki: 2 m +,4 m = 2,4 m Prawidłowo naleŝy zamówić rolkę o wymiarach: 2,75 m x 5 m