lipiec – wrzesieƒ 2002

40

budownictwo • technologie • architektura

41

Przyj´ta do realizacji technologia wykonania zagł´bienia przewi-
dywała wykonanie ciàgu Êcian szczelinowych b´dàcych korpu-
sem tunelu. Nast´pnym posuni´ciem było wykonanie płyty stro-
powej oraz po uło˝eniu izolacji – płyty dennej wanny i Êciany
bocznej dociskajàcej izolacj´ do Êciany szczelinowej.

Zało˝enia techniczno-technologiczne
do wykonania Êcian bocznych tunelu
Wykonanie Êciany bocznej wymuszało zastosowanie technologii betonu
SCC (betony samozag´szczalne, okreÊlane w literaturze angloj´zycznej
mianem self compacting concrete) pozwalajàcej na wbudowanie mie-
szanki betonowej podawanej przez otwory technologiczne wykonane
w szalunkach bez stosowania zag´szczenia koniecznego dla miesza-
nek betonu zwykłego.
Istotne stało si´ opracowanie składu mieszanki betonowej
o właÊciwoÊciach pozwalajàcych na podawanie z wysokoÊci 3,6
m w szalunki wypełnione zbrojeniem z uzyskaniem rozpływu na
długoÊci 17,0 m i szerokoÊci 0,4 m, z samoistnym zag´szczeniem i od-
powietrzeniem bez powstawania segregacji kruszywa grubego.
Dla uzyskania tych właÊciwoÊci mieszanka SCC powinna posiadaç
nast´pujàce parametry:
– rozlewnoÊç mierzonà metodà odwróconego sto˝ka Abramsa – 74-78

cm

– czas stabilnoÊci konsystencji na budowie – nie mniej ni˝ 40 minut.
Stwardniały beton powinien spełniaç wymagania normy PN-B-06250:
1988 dla klasy B40 oraz nast´pujàce parametry techniczne:
– wytrzymałoÊç na Êciskanie po 48 godzinach – 25 MPa
– wskaênik wodoszczelnoÊci – W8
– wskaênik mrozoodpornoÊci – F150.

Technologia betonu SCC
Charakterystyka mieszanki SCC
Podstawowà cechà mieszanki betonowej SCC jest wyeliminowanie
procesów zag´szczania w trakcie układania. Betony samozag´szczalne
sà mieszankami o bardzo du˝ym upłynnieniu i wysokiej urabialnoÊci,
a wi´c o bardzo niewielkim tarciu wewn´trznym. Pozwala to na do-
kładne wypełnienie deskowania, niezale˝nie od g´stoÊci zbrojenia
elementu. Mieszanka betonowa zag´szcza si´ i odpowietrza pod
wpływem własnej masy, bez koniecznoÊci stosowania dodatkowego
zag´szczania mechanicznego. Mieszanka betonowa SCC charaktery-
zuje si´ du˝à płynnoÊcià, odpornoÊcià na segregacj´ oraz zdolnoÊcià
przenikania mi´dzy g´stym zbrojeniem. CiekłoÊç i odpornoÊç na se-
gregacj´ zale˝à od składników mieszanki i ich wzajemnych propor-
cji. WielkoÊcià limitujàcà zawartoÊç frakcji powy˝ej 2 mm jest 50%
obj´toÊci kruszywa. ZawartoÊç piasku w mieszance wynosi oko-
ło 40% obj´toÊci zaprawy. Kruszywo do SCC powinno spełniaç ta-
kie same wymagania jak kruszywo do betonów zwykłych, z ograni-
czeniem, aby dmax < 20 mm. Maksymalny wymiar ziarna kruszywa
grubego musi byç uzale˝niony od szerokoÊci wykonywanego elementu
oraz g´stoÊci zbrojenia. Beton samozag´szczalny powinien zawieraç
500÷600 kg cz´Êci pylastych w 1 m

3

betonu. Wymagana wysoka

płynnoÊç betonów samozag´szczalnych oraz du˝a lepkoÊç mieszan-
ki (niskie w/c, du˝o frakcji pylastych) powodujà koniecznoÊç stosowa-
nia superplastyfikatorów nowej generacji (polikarboksylanów i eterów
polikarboksylowych) .
Prace badawcze poprzedzajàce wdro˝enie technologii betonu SCC
prowadzone były przez Zakład Produkcji Betonu Warbud SA i trwa-
ły przez ok. 2 lata. W wyniku badaƒ opracowane zostały dwie alter-
natywne recepty na beton SCC klasy B40:
– recepta „B“ na bazie mieszanki cementowej REYMIX-BETON,

domieszki upłynniajàcej i napowietrzajàcej oraz kruszyw ˝wiro-
wych z Sobolewa i Paczkowa

– recepta „C“ na bazie cementu CEM I 42,5 HSR NA, dodatku II,

domieszki upłynniajàcej i napowietrzajàcej oraz kruszyw ˝wiro-
wych z Sobolewa i Paczkowa,

spełniajàce zało˝one parametry mieszanki betonowej:
– rozpływ mierzony metodà odwróconego sto˝ka Abramsa – 72-

76 cm

– czas stabilnoÊci konsystencji na budowie – ok. 40 minut.
Celem uzyskania powy˝szych parametrów została opracowana
i wykonana mieszanka cementowa REYMIX-BETON. Na bazie
opracowanych recept wykonano próbne Êciany z zastosowaniem
technologii przewidywanej do realizacji Êcian zagł´bienia Wisło-
strady w tunel.

Badania techniczne betonu SCC
na materiale pobranym z próbnych Êcian
W grudniu 2001 roku przystàpiono do badaƒ technicznych beto-
nu wbudowanego w próbne Êciany. W tym celu pobrano próbki be-
tonowe:

t

e

c

h

n

o

l

o

g

i

e

Wprowadzenie Wis∏ostrady w tunel ma na celu bezkolizyjne
wyprowadzenie
pojazdów z mostu Âwi´tokrzyskiego.

Fot. 1

Beton

samozag´szczalny

(SCC) na budowie

Tab. 2. Wyniki badaƒ próbek betonowych pobranych w dniu 12.01.2002
w czasie betonowania Êciany

Tab. 1. Wyniki badaƒ wytrzymałoÊci na Êciskanie próbek betonowych pobra-
nych z elementów Êcian

R

Êr

[MPa]

S

R

[MPa]

ni

R

[%]

R

b

G

[MPa]

Recepta „B”

51,1

9,8

19,2

35,0

Recepta „C”

40,5

6,0

14,9

30,6

Lp.

R

3

[MPa]

R

7

[MPa]

R

28

MPa]

1

30,1

48,1

49,0

2

32,9

48,1

49,4

3

28,7

48,4

55,6

4

-

-

50,7

5

-

-

52,0

6

-

-

52,0

Âr.

30,6

48,2

51,4

lipiec – wrzesieƒ 2002

40

budownictwo • technologie • architektura

41

– walce Êrednicy ø 100 mm – dla oce-

ny nasiàkliwoÊci i wytrzymałoÊci na
Êciskanie,

– odwierty wykonano w 3 poziomach:

• dolnym, na wysokoÊci 1,0 m od

spodu

• Êrodkowym, na wysokoÊci 2,0 m od

spodu

• górnym, na wysokoÊci 3,3 m od

spodu

oraz w 3 rz´dach równomiernie rozmiesz-

czonych na całej szerokoÊci Êciany.

– walce Êrednicy ø 150 mm – dla oceny

wskaênika wodoprzepuszczalnoÊci,

– odwierty wykonano w 2 poziomach:

• dolnym, na wysokoÊci 1,0 m od

spodu

• górnym, na wysokoÊci 3,3 m od

spodu

oraz

w 2 rz´dach

rozmieszczonych

w cz´Êci Êrodkowej Êciany.
Ocena wyników badaƒ
Ocenie podlegały:
– wytrzymałoÊç na Êciskanie
Wyniki badaƒ wytrzymałoÊci na Êciskanie
próbek betonowych pobranych z ww. ele-
mentów Êcian zestawiono w tablicy 1.
Badany beton wykonany w technolo-
gii SCC na podstawie recepty „B“ na ba-
zie mieszanki Reymix zgodnie z normà
PN-B-06250: 1988 zakwalifikowano do
klasy B35.
Współczynnik niejednorodnoÊci betonu niR
= 19,2 % wskazuje na wysoki rozrzut wy-
ników.
– nasiàkliwoÊç betonu
Wg recepty „B“ = 5,34 %,
Wg recepty „C“ = 5,09 %.
Wyniki wskazujà na wy˝szà nasiàkliwoÊç dla betonu wykonanego
wed∏ug recepty „B“ na bazie Reymiksu, z tym ˝e beton wykonany
według recepty „B“ oraz „C“ nie uzyskał zakładanej nasiàkliwoÊci
4,0%. Zgodnie z aktualnym stanem wiedzy oraz wymaganiem nor-
my PN-S-10040 „Obiekty mostowe. Konstrukcje betonowe, ˝elbe-
towe i spr´˝one. Wymagania i badania” dopuszcza si´ nasiàkliwoÊç
betonu do 5% pod warunkiem uzyskania stopnia mrozoodpornoÊci
F150.
– wodoprzepuszczalnoÊç
Wyniki badaƒ wskazujà na uzyskanie stopnia wodoszczelnoÊci
na poziomie W10-W12 przy wnikni´ciu wody w granicach 1 cm
dla recepty „B“ na bazie Reymiksu oraz 1,6 cm dla recepty „C“
na bazie dodatku II, a wi´c spełniony został zało˝ony stopieƒ
wodoszczelnoÊci W8.
– mrozoodpornoÊç
Przewidywane wyniki mrozoodpornoÊci powinny kształtowaç
si´ na poziomie F150 z uwagi na zastosowanie domieszki
napowietrzajàcej oraz niski wskaênik w/c < 0,4.
Opiniowanie i wybór recepty
Na podstawie uzyskanych wyników badaƒ Zakład Betonu IBDiM
pozytywnie zaopiniował zastosowanie recepty „B“ dla okreÊlonych
warunków wykonania Êcian zagł´bienia Wisłostrady w tunel drogo-
wy. Istnieje mo˝liwoÊç wykorzystania recepty „C“ na bazie dodatku
II w warunkach letnich po uprzedniej weryfikacji składu i uzyska-
niu kompletu badaƒ.
Wdro˝enie technologii betonu SCC
Nadzór merytoryczny przy realizacji Êcian powierzony został Zakła-
dowi Betonu IBDiM. Przeprowadzone próby technologiczne pozwoli-
ły na uzyskanie wymaganych parametrów mieszanki, co umo˝liwi∏o

dopuszczenie do wbudowania. W dniu
12.01.2002 przystàpiono do wykonania
próbnej Êciany nr 15Lz w technologii be-
tonu SCC. Mieszanka według recepty nr
2/SCC/2002 produkowana była w wytwórni
betonu Warbud. Produkcja mieszanki beto-
nowej odbywała si´ na w´êle betoniarskim
Liebher typu Mobilmix 2,25/1999. Wypro-
dukowana mieszanka betonowa dowo˝ona
była mieszarkami samojezdnymi na miej-
sce wbudowania, a nast´pnie podawana
pompà Putzmeister typu 1409 D. Pompa
ta przystosowana jest do podawania mie-
szanki betonowej z regulowanà wydajnoÊcià
pompowania, wyposa˝ona w urzàdzenie
tłumiàce udary tłoczenia.
Mieszanka z pompy podawana była z po-
wierzchni terenu na poziom zagł´bienia
przez rurociàg tłoczàcy długoÊci ok. 120
m (fot. 1) oraz wà˝ gumowy amortyzujàcy,
do trzech króçców tłoczàcych obsadzo-
nych w szalunku, wyposa˝onych w zasuw´
odcinajàcà dopływ mieszanki.
Szalunek

PERI

typu

VARIO

IV

o wytrzymałoÊci sklejki 140 kN/m2, usta-
wiony był w odległoÊci 0,4 m od Êciany
szczelinowej i razem z zastawkami bocz-
nymi tworzył przestrzeƒ do wypełnienia
przez mieszank´ betonowà. Konstrukcja
szalunku kotwiona do płyty dennej zapew-
niała utrzymanie parcia mieszanki betono-
wej wysokoÊci 4,1 metra bez przemiesz-
czenia (fot. 2). W górnej cz´Êci szalunku
zamontowana była wkładka z mo˝liwoÊcià
regulacji pozwalajàcej na uzyskanie szczeli-
ny ok. 5 mm pomi´dzy szalunkiem a ocze-
pem. Poprzez górnà szczelin´ nast´pował

wypływ powietrza w czasie wtłaczania mieszanki betonowej oraz
mleczka cementowego po napełnieniu konstrukcji, co pozwoliło na
bezciÊnieniowe wypełnienie szalowanej przestrzeni. W cz´Êci dol-
nej szalunku wykonano otwór do pobierania mieszanki betonowej
zakoƒczony zaworem odcinajàcym dopływ (fot. 3).

Badania kontrolne w czasie betonowania
W czasie betonowania przez dolny otwór pobrano próbnà mieszank´
w celu okreÊlenia rozpływu sto˝ka (fot. 4). Parametry mieszan-
ki – rozpływ na odwrotnym sto˝ku Abramsa wynosił około 72 cm.
Z pobranej mieszanki wykonane zostały próbne elementy dla ozna-
czenia parametrów technicznych betonu. Próbki formowane były bez
zag´szczania poprzez wlewanie mieszanki z wysokoÊci 10 cm, przy
u˝yciu szufelki. Wyniki badaƒ próbek betonowych pobranych w dniu
12.01.2002 w czasie betonowania Êciany przedstawiono w tablicy
2. Oceniana partia betonu wbudowanego w Êcian´ bocznà nr 15Lz
spełnia wymagania normy PN-B-06250: 1988 dla klasy B40.

Podsumowanie
Wdro˝enie technologii betonu SCC w budownictwie komunikacyjnym
mo˝liwe było dzi´ki badaniom prowadzonym przez firm´ Warbud oraz
dopuszczeniu do jednostkowego stosowania mieszanki cementowej
REYMIX-BETON. Opinia do jednostkowego stosowania wydana zosta-
ła przez IBDiM, a nadzór naukowy przy wdro˝eniu technologii prowa-
dził Zakład Betonu IBDiM. Pozytywne wyniki wdro˝enia pozwoliły na
zatwierdzenie opisanej technologii przy wykonaniu Êcian i dalszà reali-
zacj´ prac dla pozostałych Êcian bocznych tunelu.

Małgorzata Faleƒska

Witold Gajger

IBDiM Warszawa

Fot. 2.

Fot. 3.

Fot. 4. W czasie betonowania przez dolny otwór

pobrano próbnà mieszank´ w celu okreÊlenia

rozpływu sto˝ka