Bella Vita Home Nieruchomości we Włoszech

Materiały: Rozwój Technologii Betonu

Autor: *Ultra-Builder 28337 raz(y) oglądano.

Tendencje rozwojowe technologii betonu na świecie można przedstawić na podstawie następujących głównych źródeł * informacji o obiektach budowlanych i inżynierskich wzniesionych w ostatnich latach, będących w realizacji, a także przewidzianych do wykonania; * tematyki międzynarodowych konferencji sympozjów, seminariów; * kierunków normalizacji w skali międzynarodowej, łącznie z systemami kontroli jakości * piśmiennictwa naukowego i technicznego, a także obserwacji trendów politycznych i gospodarczych, bardzo silnie wpływających na budownictwo. Technologia betonu, stanowiąca obecnie sama w sobie rozległą wiedzę o wielu procesach i szczególnie ważny element budownictwa, nie może być jednak traktowana, co się niestety dość często jeszcze zdarza, w sposób wyizolowany; powinna służyć pewnym nadrzędnym celom realizacyjnym lub wymaganym cechom użytkowym budowli.

żądania dotyczące cech materiałowych betonu są zmienne w czasie; inne były w przeszłości, gdy beton uważano za materiał o dużej i praktycznie niezmiennej trwałości, inne są obecnie, gdy okazało się, że wpływ najrozmaitszych czynników destrukcyjnych, związanych na przykład z pogorszeniem warunków środowiska naturalnego oraz zwiększeniem poziomu i intensywności obciążeń, może powodować (i często powoduje) szybkie niszczenie betonu, co w szczególnym stopniu dotyczy choćby konstrukcji mostowych. Ta zmiana wymagań nie pozostaje oczywiście bez oddziaływania na kierunki rozwoju technologii betonu, co jest szczególnie widoczne w ostatnich latach.

Nawiązując do tych uwag można sformułować dwa istotne stwierdzenia ogólne. Po pierwsze, w ostatnim okresie nastąpiła zmiana traktowania zadań budowlanych wobec rozwoju technologii betonu. Poprzednio znane cechy podstawowe konwencjonalnego betonu jako tworzywa konstrukcyjnego wpływały na formy budowli lub wyrobów i zakres ich funkcji. Obecnie (a zapewne również i w przyszłości) wysoko rozwinięta technologia betonu pozwala na stawianie żądań co do zespołu cech betonu odpowiadających określonym formom i funkcjom budowli lub wyrobu; nastąpiło wyraźne zwiększenie sterowalności cechami betonu i jego nowych odmian, co pozwala na wzrost zakresu zastosowań tego tworzywa.

Po drugie, współcześnie nie decydują koszty doraźne, ale koszty odniesione do okresu gwarantowanej trwałości elementów budowli lub wyrobów budowlanych. Stąd wynika rozwój nowych odmian betonu o doraźnych cenach jednostkowych wyższych od cen jednostkowych betonów konwencjonalnych.

Konieczność ograniczenia zakresu poruszanych tu kwestii skłania do dokonania wyboru. Przedstawienie światowych tendencji rozwojowych w technologii betonu wraz z pewnymi komentarzami, nawiązującymi do sytuacji w Polsce, ograniczono się więc do następujących tematów: * problematyki betonów wysokiej wytrzymałości, zwanych także betonami wysokowartościowymi, w tym także wysokowytrzymałych betonów lekkich; * . problematyki kompozytów betonopodobnych o uzbrojeniu rozproszonym w postaci włókien, zwanych fibrobetonami;

Betony wysokowartościowe

Problematyka wytwarzania, badań i zastosowań betonów wysokowartościowych w różnych dziedzinach budownictwa stanowi obecnie bodaj najwyraźniejszą tendencję rozwojową w wielu krajach, zwłaszcza w krajach o tzw. wysokim standardzie gospodarczym i technicznym. W nawiązaniu do anglojęzycznych nazw tego rodzaju betonów wprowadzane bywa odróżnienie betonów wysokiej wytrzymałości (high strength concretes - HSCs), tj. wytrzymałości na ściskanie w granicach 60-80 (90) MPa, oraz betonów bardzo wysokiej wytrzymałości (very high strength coneretes = VHSCs) mających wytrzymałość na ściskanie w granicach 80 (90) -130 MPa, a nawet więcej.

Wytrzymałość na ściskanie uzyskuje się w granicach 120 MPa. Szybkość wzrostu tej wytrzymałości w początkowym okresie jest dużo większa w porównaniu z betonem zwykłym Wzrost wytrzymałości na rozciąganie jest jeszcze szybszy niż na ściskanie, ale jej przyrost praktycznie zatrzymuje się na 14 dniach W betonach tych pierwsze objawy mikro zarysowania pojawiają się dopiero w granicach 65-75 % naprężeń niszczących. Zatem do 75% tych naprężeń można uznać za liniowe przyczepność do zbrojenia pasywnego. Naprężenia przyczepności otrzymane w belkach zbrojonych z betonu wysokiej jakości są co najmniej wyższe o 40% od tych otrzymanych z betonu zwykłego trwałość betonów wysokiej jakości. Energia pękania przekroju jest wyższa o 33% w porównaniu z betonem zwykłym. Z uwagi na dużą szczelność omawianych betonów, stwierdza się w nich znaczne podwyższenie trwałości zarówno na działanie środowiska agresywnego jak i mrozoodpornego łatwość betonowania.

Użycie plastyfikatorów nie tylko prowadzi do redukcji wody zarobowej (stosunek c/w od 0,25 do 0,35), ale pozwala na wykonanie betonów o konsystencji ciekłej. Stąd łatwość w betonowaniu skurcz betonu. Całkowity skurcz betonu jest prawie dwukrotnie mniejszy od skurczu w betonie zwykłym. Stwierdzono również szybszy jego przebieg w czasie. Około 70% odkszta- łceń skurczowych zachodzi w pierwszych 10 dniach pełzanie betonu. W ciągu 7 dni po obciążeniu zachodzi prawie 67% rocznego odkształcenia pełzania, podczas gdy w betonach zwykłych wartość sięga 41%.

.:: ZASTOSOWANIE ::.

w budownictwie wysokim, szczególnie przy wykonywaniu słupów nośnychw betonowych konstrukcjach kratowych, stosowanych w budowie platform morskich, konstrukcjach przekryć, mostach typu kratowegowiaduktyobudowa tunelikonstrukcje w elektrowniach atomowychchłodnie powłokoweZastosowanie betonów wysokowartościowych prowadzi zwykle do znacznych oszczędności w ogólnej kubaturze budowli (na co będzie jeszcze zwrócona uwaga dalej) w porównaniu z alternatywnymi rozwiązaniami z betonów konwencjonalnych, co stanowi w połączeniu z podniesieniem ich trwałości istotny czynnik ekonomiczny mimo większych cen jednostkowych materiału.

Badania i zastosowania betonów wysokowartościowych dotyczą zarówno konstrukcji monolitycznych, jak i prefabrykowanych. W odniesieniu do typowych rozwiązań prefabrykowanych, strunobetonowych belek mostowych używanych w USA (o kształtach przekroju poprzecznego zbliżonych do polskich belek mostowych WBS i korytkowych. Następujące korzyści techniczne i ekonomiczne, wynikające bezpośrednio i tylko ze zwiększonej wytrzymałości betonu:

Możliwe jest znaczne zwiększenie rozpiętości przęseł przy zachowaniu standardowych wymiarów przekroju poprzecznego belek. Na przykład, w zależności od rodzaju belek, wzrost wytrzymałości betonu z 40 MPa na 70 MPa pozwala na zwiększenie ich długości z 31,7 m do 39,9 m lub z 29,9 m do 36,3 m.

Możliwa jest znaczna redukcja liczby belek w przęsłach mostowych, ponieważ zwiększenie wytrzymałości betonu pozwala na zwiększenie rozstawu belek w przekroju poprzecznym konstrukcji (np. zmiana wytrzymałości betonu z 40 MPa na 55 MPa prowadzi do zwiększenia rozstawu belek z 1,8 m do 3,0 m i redukcji ich liczby z siedmiu do czterech). Wynikające stąd oszczędności można oszacować na około 40 %. Większa jest efektywność sprężenia przy wzroście wytrzymałości betonu belek.

Ponieważ ustroje z belek prefabrykowanych stanowią i będą jeszcze stanowić w Polsce większość mostów o małych rozpiętościach przęsłowych, warto zwrócić uwagę na potrzebę przeprowadzenia i u nas analogicznych analiz, przy uwzględnieniu całościowych kosztów obiektu (wraz z podporami, przyczółkami i ewentualnymi estakadami dojazdowymi) oraz kosztów jego utrzymania. Wówczas korzyści wynikające na przykład z możliwości istotnego zmniejszenia · wysokości konstrukcyjnej przęseł przez zastosowanie betonów wysokowartościowych, mogą okazać się szczególnie wyraźne. Uwaga ta dotyczy oczywiście nie tylko mostowych ustrojów prefabrykowanych, ale także i monolitycznych: Nie należy przy tym pomijać znacznie większej trwałości tych betonów, co - jak już zwracano uwagę - stanowi zwykle główna przesłankę ich zastosowań konstrukcyjnych.

Czynniki technologiczne wpływające na wytrzymałość betonu Do głównych czynników technologicznych wpływających praktycznie na wytrzymałość betonu jest stosunek c/w, stopień zagęszczenia, wiek i warunki dojrzewania (w tym temp. i wilgotność). Istnieją i inne czynniki, które wpływają na wytrzymałość: stosunek kruszywowo-cementowy, rodzaj kruszywa i jego jakość (uziarnienie, struktura, kształt, wytrzymałość) oraz max rozmiar kruszywa. Jak ostatnio wykazują badania istotny wpływ na wytrzymałość betonu maja superplastyfikatory i krzemionkowe mikrowypełniacze. Oba dodatki działają uplastyczniająco na mieszankę betonową znacznie zmniejszając wskażnik c/w (nawet do 0,2). Należy podkreślić, że wytrzymałość betonu zależy od efektywnego wskaźnika c/w, który jest wyliczany na podstawie wody zarobowej minus woda zaabsorbowana na kruszywo, aby osiągnąć ten stan stan nasycenia przy suchej powierzchni w czasie mieszania.

Ze wzrostem wieku betonu stopień hydratacji cementu ogólnie zwiększa się i tym samym wzrasta wytrzymałość betonu. Do uzyskania betonów wysokich klas stosuje się cementy portlandzkie wysokich marek. Według badań optymalna wytrzymałość betonu na ściskanie przy wysokich zawartościach cementu i niskich c/w jest uzyskiwana dla drobniejszych ziarn o wielkościach 12,7 mm lub 9,5 mm. Maksymalna grubość ziarn nie powinna przekraczać 19-25,5 mm.

Strona << | 1 | 2 | 3 | >>