Specjalistyczne materiały budowlane. Fibrobetonowe podlewki w fundamentach elektrowni wiatrowych.

Transkrypt

1 Specjalistyczne materiały budowlane. Fibrobetonowe podlewki w fundamentach elektrowni wiatrowych. Szczecin r. Opracowanie: Marek Marcinkowski ATA

2 AGENDA BASF przedstawienie firmy Elektrownie wiatrowe Rodzaje podlewek Fibrobetonowe podlewki Masterflow 9300 i

3 AGENDA BASF przedstawienie firmy Elektrownie wiatrowe Rodzaje podlewek Fibrobetonowe podlewki Masterflow 9300 i

4 Grupa BASF na świecie największy koncern chemiczny na świecie istnieje od 1865 r. obroty roczne 72,1 mld. (2012 r.) zatrudnia ponad pracowników w 170 krajach posiada prawie 400 fabryk w ok. 40 krajach ponad 160 przedsiębiorstw kontrolowanych i filii oferuje około produktów Globalna obecność

5 Grupa BASF na świecie 5 Segmentów Biznesowych: Tworzywa sztuczne Środki pomocnicze i uszlachetniające Ochrona roślin i żywienie Ropa i gaz Chemia budowlana Nasz dewiza: Niewidoczny wkład w widoczne osiągnięcia

6 Długotrwałe rozwiązania dla klientów wymagają innowacji w obszarach wzrostu Surowce, Środowisko i Klimat Żywienie Jakość życia Chemia sprawia, że innowacje są możliwe Klienci Transport Budownictwo Dobra konsumpcyjne Zdrowie & Żywienie Elektronika Rolnictwo Energia & Surowce Obszary wzrostu* Akumulatory Lekkie konstrukcje Zarządzanie temperaturą Gospodarka cieplna Enzymy Produkty medyczne Elektronika organiczna Biotechnologia roślin Funkcjonalne środki ochrony roślin Gospodarka energetyczna Recycling rzadkich zasobów Energia wiatrowa Uzdatnianie wody 6

7 Chemia Budowlana BASF Dodatki do betonu Żywiczne posadzki przemysłowe i dekoracyjne Systemy elewacyjne (ocieplenia, tynki, powłoki), tynki renowacyjne Tynki i powłoki malarskie do wnętrz Izolacje termiczne, wodne i dźwiękowe do instalacji i elementów budowlanych (fundamenty, dachy, ściany, stropy) Uszczelnienia dla obiektów wody przemysłowej, pitnej i ścieków Systemy naprawcze do betonu i żelbetu Antykorozyjne zabezpieczenia stali Systemy do okładzin płytkowych ceramicznych, szklanych i kamiennych Systemy do wykładzin podłogowych, parkietów i paneli Iniekcje do betonu i muru

8 AGENDA BASF przedstawienie firmy Elektrownie wiatrowe Rodzaje podlewek Fibrobetonowe podlewki Masterflow 9300 i

9 Elektrownie wiatrowe ONSHORE OFFSHORE

10 Zastosowania materiałów BASF Dodatki do betonu plastyfikatory upłynniające rozdzielające napowietrzające przyśpieszające..

11 Zastosowania materiałów BASF Materiały konstrukcyjne podlewki naprawcze powłoki ochronne iniekcje..

12 Obciążenia miliony cykli obciążeń dynamicznych: wiatr, fale morskie, łopatki wirnika obciążenia osiowe od ciężaru własnego konstrukcji drgania (nie pokazano na schemacie) zginanie skręcanie ruch obrotowy

13 Rola podlewki Podlewka to element przenoszący wszystkie obciążenia z wieży na fundament Musi odznaczać się doskonałymi parametrami: wytrzymałością w złożonych schematach obciążeń statycznych i dynamicznych wytrzymałością zmęczeniową stabilnością wymiarową odpornością na agresję środowiska (szok termiczny, cykle zamrażania-rozmrażania, wiatr, sole zawarte w wodzie, glebie, powietrzu)

14 Posadowienie bezpośrednie w przeszłości wieże kotwiono bezpośrednio w betonie fundamentu

15 Posadowienie bezpośrednie Pojawianie się z czasem coraz większej ilości uszkodzeń Tego typu problemy dotyczą ok. 30% wież elektrowni wiatrowych w Niemczech Usterki pojawiają się z reguły po 3 5 latach GŁÓWNE PRZYCZYNY cykliczne obciążenia dynamiczne błędy wykonawcze i projektowe coraz większe rozmiary turbin

16 Turbiny wiatrowe onshore posadowienie bezpośrednie: wieża stalowa bezpośrednio zakotwiona w fundamencie betonowym zakotwienie w podstawie betonowej poprzez pojedynczy kołnierz w kształcie L

17 Turbiny wiatrowe onshore posadowienie bezpośrednie: wieża stalowa bezpośrednio zakotwiona w fundamencie betonowym zakotwienie w podstawie betonowej poprzez pojedynczy kołnierz w kształcie L problem: miażdżenie betonu przez ciągłe obciążenia dynamiczne, utrata przyczepności stali do betonu, w konsekwencji destabilizacja wieży

18 Schemat zniszczenia: w wyniku obciążeń dynamicznych pojawiają się pęknięcia w betonie i fundament zaczyna odspajać się od kołnierza L następstwo: penetracja wody poprzez pęknięcia i strefę kontaktu beton/stal wieży

19 Schemat zniszczenia: w wyniku obciążeń dynamicznych pojawiają się pęknięcia w betonie i fundament zaczyna odspajać się od kołnierza L następstwo: penetracja wody poprzez pęknięcia i strefę kontaktu beton/stal wieży naprawa: stworzenie połączeń elastycznych i użycie wysoko elastycznych membran poliuretanowych

20 Schemat zniszczenia: w wyniku obciążeń dynamicznych pojawiają się pęknięcia w betonie i fundament zaczyna odspajać się od kołnierza L następstwo: penetracja wody poprzez pęknięcia i strefę kontaktu beton/stal wieży ALE po pewnym czasie usterki powrócą z powodu wysokich obciążeń dynamicznych konieczna dokładna obserwacja!!! naprawa: stworzenie połączeń elastycznych i użycie wysoko elastycznych membran poliuretanowych

21

22 Turbiny wiatrowe onshore posadowienie poprzez kotwy: wieża stalowa montowana na wierzchu fundamentu betonowego kotwienie w podstawie betonowej przy użyciu 2 rzędów kotew i kołnierza w kształcie T

23 Turbiny wiatrowe onshore posadowienie poprzez kotwy: wieża stalowa montowana na wierzchu fundamentu betonowego kotwienie w podstawie betonowej przy użyciu 2 rzędów kotew gwintowanych i kołnierza w kształcie T podlewka między fundamentem betonowym i kołnierzem T, sprężana później przez dokręcenie nakrętek na kotwach

24 Schemat zniszczenia: użycie jako podlewek standardowych materiałów problem: niedostateczna wytrzymałość podlewki wysoki skurcz wiązania i twardnienia skurcz autogeniczny (własny)

25 Schemat zniszczenia: użycie jako podlewek standardowych materiałów ALE po krótkim czasie zaczynia się skurcz podlewki i następuje jej zniszczenie na skutek wysokich obciążeń dynamicznych

26 Schemat zniszczenia: użycie jako podlewek standardowych materiałów ALE konieczne jest stałe dozorowanie kotew, np. stopniowe dociąganie nakrętek w miarę postępu skurczu autogenicznego

27

28

29 Podlewki turbin onshore Wymagania Perfekcyjne wypełnienie pustek w celu perfekcyjnego przekazu obciążeń dla długoterminowego działania dla zagwarantowania długoterminowych nieprzerwanych dostaw energii. Szybki niedrogi montaż krótkie czasy montażu krótkie przerwy w funkcjonowaniu w wyniku montażu błyskawiczny przyrost wytrzymałości szybki montaż wieży wczesny zwrot kosztów Aplikacja w różnych warunkach aplikacja w wysokich i niskich temperaturach Bezpieczeństwo i trwałość ultra wysokie wytrzymałości stabilność wymiarowa przez cały okres eksploatacji doskonała wytrzymałość zmęczeniowa i dynamiczna

30 Podlewki turbin onshore Ekstra wymagania Siemens, Vestas wysokie wytrzymałości początkowe wczesne dociąganie śrub metaliczne kruszywo dla podniesienia wytrzymałości zmęczeniowej możliwość zmieszczenia się z montażem w krótkich okienkach pogodowych (prędkość wiatru)

31 Wytrzymałość / naprężenie / odkształcenie

32 Wytrzymałość zmęczeniowa wg Wytycznej DNV C

33 AGENDA BASF przedstawienie firmy Elektrownie wiatrowe Rodzaje podlewek Fibrobetonowe podlewki Masterflow 9300 i

34 Zasady działania podlewek Opis i funkcja podlewki Płynny materiał, przeznaczony to wlewania w otwory i pustki z zadaniem wypełnienia ich, który następnie twardnieje i uzyskuje określone właściwości fizyczne. Funkcją podlewki jest wypełnianie pustek. Jest koniecznym, aby to wypełnienie było: Całkowite Trwałe

35 Zasady działania podlewek Podlewka pod płytą podstawy maszyny Beton, kontaktujący się ze spodem płyty nie zapewnia pełnopowierzchniowego kontaktu z nią.

36 Zasady działania podlewek Podlewka pod płytą podstawy maszyny Podlewka rozdziela płytę od betonu, zapewniając jednolite podparcie dla przeciwstawienia się obciążeniom z maszyny i przeniesienia ich na beton

37 Zasady działania podlewek Rodzaje podlewek Podlewki Precyzyjne Strukturalne Cementowe Polimerowe Cementowe Polimerowe Bez metalu Epoksydowe Bez metalu Poliestrowe Z metalem

38 Zasady działania podlewek Podlewki strukturalne Przeważnie są to podlewki na bazie cementowej z odpowiednią kontrolowaną wytrzymałością i skurczem. Do wypełniania pustek między różnymi elementami betonowymi bez funkcji przenoszenia obciążeń konstrukcyjnych Do kotwienia lekkiego osprzętu, śrub i kołków Do wypełniania pustek wokół ościeżnic okiennych i drzwiowych

39 Zasady działania podlewek Podlewki precyzyjne Generalnie wykonane na bazie cementowej, wysokowytrzymałe i bezskurczowe, zapewniające efektywne przeniesienie obciążeń z konstrukcji czy z maszyny na fundament. Wypełnianie pustek pomiędzy podstawą konstrukcji/maszyny a fundamentem, zapewniające niezbędne podparcie, dla przejęcia obciążeń Zapewnienie wymaganego zakotwienia konstrukcji czy maszyny w fundamencie

40 Zasady działania podlewek Podlewki precyzyjne na bazie cementowej Podstawowe właściwości Mieszanka cementu i frakcjonowanego kruszywa mineralnego oraz wypełniaczy Mieszanie z wodą Nadaje się do lania konsystencja płynna Nie ulega segregacji Brak wypływu zaczynu cementowego Brak skurczu Wysoki moduł elastyczności Wysoka wytrzymałość na ściskanie Wysoka wytrzymałość udarowa i zmęczeniowa - wiązkość

41 Wiązkość Ang. Toughness inaczej energia pękania stała materiałowa, określająca podatność materiału na pękanie lub złamanie Odpowiada energii pochłanianej w czasie powstawania pękania niszczącego materiał, wyrażana w J/m 3 Określa odporność materiału na rozprzestrzenianie się pęknięć Materiały o wysokiej wiązkości mają zdolność odkształcenia plastycznego i przyjęcia energii Przeciwieństwem wiązkości jest kruchość

42 AGENDA BASF przedstawienie firmy Elektrownie wiatrowe Rodzaje podlewek Fibrobetonowe podlewki Masterflow 9300 i

43 Det Norske Veritas 43

44 Masterflow 9300 podlewka cementowa o ultrawysokiej wytrzymałości: ponad 120 MPa na ściskanie na bazie nanotechnologii kompensacja skurczu do instalacji wiatrowych onshore bardzo wysoka wytrzymałość zmęczeniowa zawartość kruszywa metalowego do warstw mm długi czas użycia: ponad 2 godz. wysoki moduł E: ponad 40 GPa możliwość pompowania na dalekie odległości w pionie i poziomie aplikacja w temperaturach +2 do + 30 st. C

45 Masterflow 9300 wymaga ciągłego pompowania konieczny stały kontakt z fundamentem i płytą denną osadzanego elementu stalowego mieszanie: najpierw ¾ wody zarobowej w razie potrzeby (silne nasłonecznienie, przewiew) stosować pielęgnację Mastercure opakowania: worki 25 kg zużycie: 2,5 kg/litr gęstość mieszanki: 2,7 g/cm 3 twardnienie: poniżej 8 godz. przyczepność do betonu: min. 2 MPa

46 Masterflow 9300 wytrzymałość na ściskanie / zginanie przy rozciąganiu na beleczkach 40 x 40 x 160 mm (EN 12190): po 24 h: min. 60 / min. 8 MPa po 7 dniach: min. 100 / min. 14 MPa po 28 dniach: min. 120 / min. 17 MPa po 90 dniach: min. 140 MPa

47 Masterflow

48 Masterflow

49 Masterflow 9300 Certyfikacja wykonawców

50 Testy

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68 VIDEO

69 Masterflow

70

71 Masterflow 9500 podlewka cementowa o ultrawysokiej wytrzymałości: ponad 140 MPa na ściskanie na bazie nanotechnologii kompensacja skurczu do instalacji wiatrowych off-shore bardzo wysoka wytrzymałość zmęczeniowa zawartość kruszywa metalowego warstwy mm długi czas użycia: ponad 4 godz. wysoki moduł E: ponad 50 GPa możliwość pompowania na dalekie odległości w pionie i poziomie aplikacja w temperaturach +2 do + 30 st. C

72 Masterflow

73

74

75 Dziękuję za uwagę Dziękuję za uwagę Szczecin r. Opracował: Marek Marcinkowski ATA