Betony samozag´szczalne
Wprowadzenie trzy podstawowe wymagania dotyczące urabialnoĘci mieszan-
JesteĘmy obecnie Ęwiadkami zachodzÄ…cej, bardzo istotnej, a w per- ki betonu samozag´szczalnego, tj. wysokÄ… p"ynnoĘç, zdolnoĘç
spektywie najprawdopodobniej rewolucyjnej, zmiany w budownic- do przep"ywu w przestrzeniach mi´dzy pr´tami zbrojenia, brak
twie betonowym, spowodowanej wprowadzeniem technologii be- segregacji sk"adników. Wysoka p"ynnoĘç, oprócz zapewnie-
tonu samozag´szczalnego. MoÅ»liwoĘci, jakie ta technologia stwa- nia rozp"ywu mieszanki w promieniu oko"o 10 m, umoÅ»liwia
rza i wynikajÄ…ce z nich korzyĘci w pe"ni uzasadniajÄ… to stwierdze- takÅ»e usuni´cie z mieszanki p´cherzyków powietrza schwyta-
nie. Dzi´ki specyfi cznym w"aĘciwoĘciom mieszanki moÅ»liwe jest nie nych przypadkowo podczas mieszania. W swojej istocie, wyma-
tylko wyeliminowanie jej mechanicznego zag´szczania w procesie gania te dotyczÄ… w"aĘciwoĘci reologicznych mieszanki betono-
formowania elementu lub konstrukcji betonowej. ¸atwiejsze i szyb- wej. Z powyÅ»szej charakterystyki betonu samozag´szczalnego
sze staje si´ wype"nianie deskowania mieszankÄ… bez koniecznoĘci wynika, Å»e moÅ»e nim byç dowolny beton (np. zwyk"y,
uk"adania warstwami, moÅ»liwe staje si´ lepsze wykoÅ‚
czenie po- wysokowartoĘciowy, fi brobeton), jeĘli tylko jego mieszanka po-
wierzchni betonu, szybszy zaĘ post´p betonowania, zmniejszajÄ… siada wyÅ»ej opisane w"aĘciwoĘci.
si´ nak"ady robocizny, eliminuje si´ szkodliwy wp"yw wibracji na
robotników i deskowanie (formy), zmniejsza si´ poziom ha"asu. Specyfika mieszanki betonowej oraz jej sk"adu
MoÅ»liwe staje si´ takÅ»e betonowanie cieÅ‚
szych przekrojów lub Jest rzeczą oczywistą, Że w celu uzyskania mieszanki betono-
trudno dost´pnych fragmentów konstrukcji. Co jednak wydaje wej posiadajÄ…cej opisane wyÅ»ej w"aĘciwoĘci niezb´dny jest od-
si´ generalnie najbardziej istotne, to fakt, iÅ» wprowadzenie beto- powiedni dobór jej jakoĘciowego i iloĘciowego sk"adu. W do-
nu samozag´szczalnego redukuje wp"yw operacji prowadzonych tychczasowym podejĘciu do projektowania betonu, jego sk"ad
na budowie na jakoĘç betonu tylko do jego piel´gnacji. W rezul- jest podporzÄ…dkowany przede wszystkim uzyskaniu odpowied-
tacie, o jakoĘci betonu w konstrukcji rozstrzygaç b´dzie w g"ównej nich w"aĘciwoĘci materia"u w stanie stwardnia"ym. Konsy-
mierze jakoĘç dostarczanego na budow´ betonu towarowego, co stencja mieszanki oraz jej urabialnoĘç w danych warunkach
niewÄ…tpliwie powinno wp"ynÄ…ç na znacznÄ… popraw´ jakoĘci budow- uk"adania sÄ… w tym przypadku cechami nie mniej waÅ»nymi,
nictwa betonowego. Aby to jednak osiÄ…gnÄ…ç, konieczne jest rozpo- lecz w pewnej mierze drugorz´dnymi. Na przyk"ad, przy wy-
wszechnienie i opanowanie technologii betonu samozag´szczalnego maganej wysokiej wytrzyma"oĘci na Ęciskanie tradycyjna mie-
przez producentów betonu towarowego. Technologia ta stwarza szanka betonowa posiadaç musia"a odpowiednio g´stÄ… konsy-
takÅ»e doskona"e moÅ»liwoĘci w prefabrykacji betonu. Oprócz wymie- stencj´, do której naleÅ»a"o dobraç odpowiednio efektywnÄ… me-
nionych wyÅ»ej efektów umoÅ»liwia ona obniÅ»enie kosztów produk- tod´ zag´szczania. W przypadku betonów samozag´szczalnych
cji elementów i utrzymania linii produkcyjnych poprzez zmniejsze- dominujÄ…cymi stajÄ… si´ w"aĘciwoĘci mieszanki betonowej. Cechy
nie energoch"onnoĘci produkcji i nak"adów robocizny oraz wyelimi- betonu stwardnia"ego są natomiast, przynajmniej w jakiejĘ mie-
nowania ha"asu generowanego przez stanowiska zag´szczania wi- rze, cechami drugorz´dnymi. NaleÅ»y tu natychmiast wyjaĘniç,
bracyjnego. Liczne juÅ» zastosowania betonu samozag´szczalnego Å»e z oczywistych wzgl´dów cechy te nie sÄ…  pozostawione sa-
wydajÄ… si´ w pe"ni potwierdzaç te efekty. mym sobie . Ich wspomniana drugorz´dnoĘç moÅ»e dotyczyç je-
dynie przypadków, gdy zapewnienie samozag´szczalnoĘci mie-
Istota betonów samozag´szczalnych szanki betonowej powoduje uzyskanie przez beton stwardnia"y
Nazwa beton samozag´szczalny (ang. self compacting con- cech na wyÅ»szym poziomie niÅ» wymagany.
crete, fr. béton autoplaÜant, niem. Selbstverdichtender Be- Sk"ad betonów samozag´szczalnych charakteryzuje si´ kilkoma
ton) w sposób skrótowy okreĘla betony cementowe o specy- specyfi cznymi cechami, z których wymieniç naleÅ»y:
fi cznych w"aĘciwoĘciach mieszanki, zapewniajÄ…cych szczelne  zwi´kszonÄ… zawartoĘç ziaren frakcji py"owych < 0,125 mm,
wype"nienie formy (deskowania) pod w"asnym ci´Å»arem, na- które stanowi spoiwo cementowe uzupe"nione dodatkiem
wet w obecnoĘci g´stego zbrojenia, bez potrzeby jakichkolwiek mikrowype"niacza mineralnego
oddzia"ywał
zewn´trznych (np. wibrowanie), z równoczesnym  stosowanie efektywnych domieszek up"ynniajÄ…cych oraz
zachowaniem jednorodnoĘci. OkreĘlenie to zawiera w sobie ewentualnie domieszek zwi´kszajÄ…cych lepkoĘç zaczynu
 stosowanie wskaęnika wodno-cementowego na poziomie
niŻszym od 0,50
7,0 cm
 stosowanie wody zarobowej w iloĘci nie wi´kszej od oko"o
175 dm3/m3.
Stosowanie mikrowype"niacza, którym moÅ»e byç jeden z po-
wszechnie stosowanych dodatków mineralnych (popió" lot-
ny, granulowany ŻuŻel wielkopiecowy) lub mączka mineral-
na, powoduje zwi´kszenie g´stoĘci zaczynu, co zapobiega se-
gregacji ziaren kruszywa. Ponadto, dzi´ki duÅ»ej powierzchni
w"aĘciwej wi´zi on wod´ zapobiegajÄ…c jej oddzielaniu podczas
zag´szczania si´ mieszanki.
Ograniczenie wartoĘci w/c oraz ca"kowitej zawartoĘci wody wy-
nika takŻe ze wspomnianej koniecznoĘci zapobiegania oddziela-
niu si´ wody.
Widaç wi´c, Å»e mieszanka samozag´szczalna jest uk"adem
znacznie bardziej skomplikowanym niÅ» mieszanka tradycyjna.
Sk"adniki betonu samozag´szczalnego i ich dobór
10,0 cm
W sk"ad betonu samozag´szczalnego wchodzÄ…: cement, kruszy-
Rys. 1. StoŻek do pomiaru rozp"ywu zaczynu i zaprawy wo, woda, dodatek mineralny (mikrowype"niacz) oraz domiesz-
42
kwiecieł
 czerwiec 2003
technologie
6,0 cm
ki chemiczne, takie jak domieszka up"ynniająca (SP) i niekiedy, szanki i na w"aĘciwoĘci stwardnia"ego betonu. Po pierwsze, są
jeĘli to jest poŻądane lub konieczne  domieszka zwi´kszajÄ…ca mikrowype"niaczem py"owym zwi´kszajÄ…cym obj´toĘç zaczynu
lepkoĘç zaczynu (VEA) lub/i domieszka napowietrzajÄ…ca (AEA). bez zwi´kszania iloĘci cementu ponad konieczne minimum. Po
W przypadku fi brobetonów dodatkowym sk"adnikiem jest zbro- drugie, uszczelniajÄ… struktur´ stwardnia"ego zaczynu, poniewaÅ»
jenie rozproszone w postaci w"ókien. ich rozdrobnienie jest co najmniej takie, jak uŻytego cementu. Po
trzecie wreszcie, dzi´ki duÅ»ej powierzchni w"aĘciwej posiadajÄ…
Cement one zdolnoĘç wi´zienia cz´Ä˜ci wody zarobowej, zwi´kszajÄ…c
Dotychczas najcz´Ä˜ciej stosowanym w betonach samozag´szczalnych w ten sposób lepkoĘç zaczynu, co dzia"a stabilizujÄ…co na mie-
rodzajem cementu by" cement portlandzki CEM I. Inne rodzaje ce- szank´. Dodatki te "Ä…cznie z cementem wchodzÄ… w sk"ad za-
mentów w zasadzie nie by"y stosowane, z wyjÄ…tkiem Japonii, czynu, w którym frakcji py"owych drobniejszych niÅ» 80 µm jest
gdzie przepisy dopuszczają stosowanie cementów CEM II/A-S zwykle od 500 do 650 kg/m3 betonu. MoŻliwemu pogorszeniu
i CEM II/A-V. Przeprowadzone przez autorów badania wykazują, urabialnoĘci, związanemu z obecnoĘcią omawianych dodatków,
Å»e do betonów samozag´szczalnych mogÄ… z powodzeniem byç zapobiega stosowanie odpowiedniej dawki i rodzaju superpla-
stosowane równieŻ cementy CEM II/B-V, CEM II/B-S i CEM III/A. styfikatora.
Wybór rodzaju cementu zaleŻy od warunków Ęrodowiska, na
które beton b´dzie eksponowany oraz warunków atmosferycz- Superplastyfikatory
nych i wymagał
technologii robót betonowych. IloĘç cementu Superplastyfi kator jest niezb´dnym sk"adnikiem betonów samo-
w betonie wynosi zwykle 350-450 kg/m3. W przypadku stoso- zag´szczalnych, bowiem przy niskim stosunku wodno-py"owym
wania aktywnych dodatków mineralnych do mieszanki (np. gra- (W/P), w którym (P) to "Ä…czna zawartoĘç cz´Ä˜ci pylastych w mie-
nulowany ŻuŻel wielkopiecowy szance, czyli suma cementu (C)
lub popió" lotny) iloĘç cemen- i mikrowype"niacza (M). W ta-
270 mm
tu moÅ»e byç mniejsza od 350 kich warunkach tylko stosowa-
kg/m3. Klasa stosowanego ce- nie superplastyfikatorów pozwa-
30 mm
mentu zaleÅ»y od wymaganej kla- la uzyskaç wymaganÄ… p"ynnoĘç
sy betonu, aczkolwiek praktycz- mieszanki. Ze wzgl´du na wysokÄ…
nie trudno jest, ze wzgl´du na efektywnoĘç dzia"ania, stosowa-
wymagania dotyczące sk"adu be- ne są g"ównie superplastyfikato-
tonu samozag´szczalnego oraz ry najnowszej generacji, wytwa-
klasy produkowanych cementów, rzane najcz´Ä˜ciej na bazie poli-
uzyskaç beton samozag´szczalny karboksylanów. Bardzo waÅ»ny
klas niŻszych od B35. jest dobór superplastyfi kato-
ra kompatybilnego z cementem,
Kruszywo to jest takiego, który w porów-
Kruszywo stosowane do betonów naniu z innymi, zapewnia mie-
samozag´szczalnych, podobnie szance z danym cementem wy-
jak do betonów zwyk"ych, musi magane up"ynnienie najmniejszą
spe"niaç warunek szczelnoĘci dawkÄ… przy najmniejszej utra-
stosu okruchowego. Maksymal- cie p"ynnoĘci w czasie od zmie-
na wielkoĘç ziaren nie powinna szania sk"adników betonu do
30 mm
byç wi´ksza niÅ» 1/3 najmniej- u"oÅ»enia mieszanki w deskowa-
szego odst´pu pomi´dzy pr´tami niu. Jak wynika z przeprowa-
Rys. 2. StoŻek V-funnel do pomiaru czasu wyp"ywu zaprawy
zbrojenia i zwykle nie wi´ksza dzonych ostatnio badaÅ‚
, ocen´
niÅ» 20 mm. MoÅ»na stosowaç zarówno kruszywo "amane, jak kompatybilnoĘci naleÅ»y przeprowadzaç na zaprawach normo-
i otoczakowe. Pierwsze z nich jest korzystniejsze ze wzgl´du na wych lub mieszankach (wg PN-EN 480-1 i PN-EN 934-2), bo-
wytrzyma"oĘç betonu, zaĘ drugie  ze wzgl´du na p"ynnoĘç mie- wiem badania na zaczynach nie dajÄ… miarodajnych informa-
szanki. Punkt piaskowy powinien byç nie mniejszy niÅ» 40%, ale cji. NaleÅ»y tutaj zwróciç uwag´ na jeszcze dwie istotne kwestie.
zaleca si´ by, by" on wi´kszy niÅ» 50%. Pierwsza z nich to zaleÅ»noĘç efektu up"ynnienia superplastyfikato-
rem od temperatury mieszanki. Druga, to zmiany czasów wiązania
Woda wywo"ane obecnoĘciÄ… superplastyfi katora. MogÄ… one byç bardzo
Z oczywistych wzgl´dów woda zarobowa musi spe"niaç te same znaczne i zróŻnicowane w zaleÅ»noĘci od uÅ»ytego cementu, rodzaju
wymagania, jak dla betonu zwyk"ego. OkreĘlajÄ…c iloĘç wody mikrowype"niacza oraz od rodzaju i dawki superplastyfikatora.
w mieszance naleÅ»y uwzgl´dniaç wilgotnoĘç drobnego kruszy-
wa, która powinna byç okreĘlana z duŻą dok"adnoĘciÄ…. Domieszki zwi´kszajÄ…ce lepkoĘç mieszanki
SÄ… to domieszki stabilizujÄ…ce mieszank´ betonowÄ…, czy-
Mikrowype"niacz mineralny li zwi´kszajÄ…ce jej odpornoĘç na segregacj´. Stosowanie takiej
Mikrowype"niacz jest istotnym sk"adnikiem betonu samo- domieszki w betonie samozag´szczalnym bywa bardzo pomoc-
zag´szczalnego, koniecznym ze wzgl´du na uzyskanie wyma- ne, gdy zaprojektowana mieszanka ma tendencj´ do segrega-
ganej p"ynnoĘci mieszanki betonowej i jej odpornoĘci na segre- cji. O ich ewentualnym wspó"dzia"aniu z superplastyfikatora-
gacj´. W zasadzie g"ównie stosuje si´ dodatki nie posiadajÄ…ce mi niewiele dotychczas wiadomo. Dlatego zastosowanie takiej
w"aĘciwoĘci wiąŻących, takie jak mÄ…czka wapienna lub dolomi- domieszki "Ä…cznie z superplastyfi katorem, powinno byç zwery-
towa. W charakterze mikrowype"niacza moÅ»na takÅ»e stosowaç fi kowane doĘwiadczalnÄ… weryfi kacjÄ… uzyskania wymaganych
dodatki aktywne, takie jak wspomniany wczeĘniej popió" lotny, w"aĘciwoĘci mieszanki.
mielony ŻuŻel wielkopiecowy lub py" krzemionkowy. Stosowa-
nie ich jest szczególnie uzasadnione w przypadkach, kiedy chce- Domieszki napowietrzające
my uzyskaç wyÅ»sze klasy betonu lub wysokowartoĘciowy beton JeĘli beton samozag´szczalny ma byç dodatkowo napowietrzo-
samozag´szczalny. Dodawane w znacznej iloĘci (nawet do 50% ny (np. ze wzgl´du na wymaganÄ… mrozoodpornoĘç), dobór daw-
masy cementu), bardzo istotnie wp"ywajÄ… na urabialnoĘç mie- ki domieszki napowietrzajÄ…cej i superplastyfi katora staje si´ doĘç
43
budownictwo " technologie " architektura
240 mm
60 mm
z"oÅ»onym zadaniem, ze wzgl´du na ich wspó"dzia"anie. Musi on
byç przeprowadzony z uwzgl´dnieniem równoczesnego wp"ywu
obu domieszek na urabialnoĘç mieszanki, stopieÅ‚
jej napowietrze-
nia oraz wytrzyma"oĘç betonu stwardnia"ego. NaleÅ»y teÅ» podkreĘliç,
Å»e zawartoĘç powietrza w mieszance wprowadzanego domieszkÄ…
napowietrzającą zaleŻy takŻe istotnie od temperatury mieszanki.
W"ókna
Rodzaj i udzia" obj´toĘciowy w"ókien w fi brobetonie samo-
500 mm
zag´szczalnym zaleÅ»y od wymaganych w"aĘciwoĘci betonu
stwardnia"ego. Najcz´Ä˜ciej stosowanymi sÄ… w"ókna stalowe i poli-
propylenowe. Wp"yw w"ókien na w"aĘciwoĘci reologiczne mieszan-
Rys. 3. StoŻek Abramsa i stolik do pomiaru wielkoĘci i czasu rozp"ywu mie-
ki jest róŻny i zaleŻy od ich charakterystyki geometrycznej, udzia"u
szanki betonowej
obj´toĘciowego w mieszance i materia"u, z którego je wykonano. Ich
dodatek z regu"y pogarsza w"aĘciwoĘci reologiczne mieszanki. Najcz´Ä˜ciej stosowanÄ… metodÄ… projektowania sk"adu beto-
nu samozag´szczalnego jest doĘwiadczalna metoda kolej-
Specyfi ka i podstawy projektowania sk"adu nych przybliŻeł
. Znana jest ona w literaturze jako metoda
Z punktu widzenia projektowania sk"adu betony japoł
ska. NaleÅ»y tu jednak wspomnieç, Å»e metod opracowa-
samozag´szczalne stawiajÄ… przed projektantem znacznie nych przez autorów japoÅ‚
skich jest co najmniej kilka. Podczas
wi´ksze wymagania i stwarzajÄ… znacznie wi´cej problemów doĘwiadczalnego projektowania sk"adu mieszanki niezb´dne sÄ…
praktycznych niÅ» betony tradycyjne. Wynika to z co najmniej urzÄ…dzenia pokazane na rys. 1 do 4.
trzech przedstawionych dalej powodów: Projektowanie sk"ada si´ w ogólnoĘci z nast´pujÄ…cych etapów:
" Projektowana samozag´szczalna mieszanka betonowa musi  okreĘlenie z warunku wytrzyma"oĘci wartoĘci wskaÄ™nika w/c
byç traktowana jako materia" sk"adajÄ…cy si´ ze znacznie w oparciu o znanÄ… rzeczywistÄ… wytrzyma"oĘç przyj´tego do
wi´kszej liczby komponentów niÅ» trzy, jak moÅ»e to mieç miej- stosowania cementu, mikrowype"niacza oraz znany rodzaj
sce w najprostszym przypadku mieszanki betonu zwyk"ego. przyj´tego kruszywa
Jak podają ęród"a literaturowe, w niektórych przypadkach ce-  ustalenie proporcji sk"adników zaczynu (w tym takŻe
lowe jest traktowanie mieszanki jako materia"u sk"adającego mikrowype"niacza oraz domieszki up"ynniającej), przy których
si´ z dziesi´ciu komponentów: trzech grup frakcji kruszy- spe"nione sÄ… wymagania dotyczÄ…ce rozp"ywu mierzonego za
wa, cementu, dodatków mineralnych w postaci py"u lotnego pomocÄ… stoÅ»ka (rys. 2), który powinien wynosiç od 14 do 25 cm
i mielonego ŻuŻla wielkopiecowego, domieszek superplasty-  ustalenie sk"adu zaprawy (iloĘci piasku dodanego do zaczy-
fi katora, Ęrodka napowietrzajÄ…cego i Ęrodka zwi´kszajÄ…cego nu o wczeĘniej ustalonym sk"adzie), przy którym jej rozp"yw
lepkoĘç oraz wody. mieĘci si´ w granicach od 200 do 300 mm, a czas wyp"ywu
" Pod wzgl´dem w"aĘciwoĘci mieszanka samozag´szczalna ze stoÅ»ka V-funnel (rys. 3) od 5 do 10 sekund
musi równoczeĘnie spe"niaç znacznie wi´kszÄ… iloĘç wymagaÅ‚
 ustalenie sk"adu mieszanki betonowej (iloĘci kruszywa grube-
ustalanych wed"ug innych, bardziej ostrych kryteriów niŻ mie- go do zaprawy o wczeĘniej ustalonym sk"adzie), przy którym
szanka zwyk"a. jej koł
cowy rozp"yw (rys. 4) wynosi od 55 do 74 cm (wg ostat-
" Na iloĘciowy i jakoĘciowy efekt koł
cowy w postaci wyniko- nich zaleceł
EFNARC [1] od 65 do 80 cm), czas osiÄ…gni´cia
wych w"aĘciwoĘci mieszanki betonowej bardzo istotny wp"yw rozp"ywu równego 50 cm maksymalnie 7 s (wg EFNARC [1]
ma nawet niewielka zmiennoĘç jakoĘci i iloĘci któregokolwiek 2-5 s), zaĘ zawartoĘç powietrza po samozag´szczeniu nie
z komponentów. NajwyraÄ™niej jest to widoczne na przyk"adzie przekracza 6% obj´toĘci.
bardzo róŻnej efektywnoĘci domieszek up"ynniających PoŻądane jest takŻe sprawdzenie poprawnoĘci przep"ywu za
w zaleŻnoĘci od rodzaju (sk"adu mineralogicznego) i stopnia pomocą aparatu L-box (rys. 5), który symuluje realne warunki
zmielenia spoiwa cementowego oraz rodzaju stosowanego do- przep"ywu mieszanki w deskowaniu w obecnoĘci pr´tów zbro-
datku mineralnego (mikrowype"niacza). jeniowych.
PoniÅ»ej schematycznie przedstawiono, jak róŻne kierunki mody- NaleÅ»y podkreĘliç, Å»e mieszanki o tak z"oÅ»onym sk"adzie sÄ…
fi kacji sk"adu mieszanki wp"ywajÄ… na jej w"aĘciwoĘci reologicz- z natury bardzo wraÅ»liwe na rodzaj i iloĘç dozowanej domiesz-
ne. Informacja ta jest bardzo przydatna do korygowania sk"adu ki up"ynniajÄ…cej. WraÅ»liwoĘç ta, polegajÄ…ca na istnieniu dla da-
w przypadku, gdy w"aĘciwoĘci mieszanki róŻniÄ… si´ od wyma- nego jakoĘciowego i iloĘciowego sk"adu mieszanki tylko jed-
ganych. nej, optymalnej zawartoĘci domieszki, stanowi spory problem
podczas doĘwiadczalnego projektowania sk"adu betonu. Pro-
blem ten sprowadza si´ do tego, Å»e podanie domieszki w iloĘci
nieco mniejszej niÅ» wspomniane optimum powoduje uzyska-
nie mieszanki zbyt sztywnej, zaĘ niewielki jej nadmiar niemal
natychmiastowÄ… segregacj´ sk"adników oraz brak zdolnoĘci mie-
szanki do utrzymywania wody. Przy niŻszych wartoĘciach w/c
przedozowanie domieszki powoduje ponadto bardzo wyraęny
i dosyç gwa"towny wzrost lepkoĘci. Powoduje to, Å»e zazwy-
czaj projektant jest zmuszony do przeprowadzenia wielokrot-
nych prób w ramach kaŻdego z podanych wyŻej etapów. Potrze-
ba taka zachodzi przede wszystkim, gdy po raz pierwszy stosuje
on dany zestaw sk"adników.
Kilka praktycznych uwag dotyczÄ…cych projektowania
Zmiany w"aĘciwoĘci reologicznych mieszanki w wyniku modyfikacji jej
Bardzo przydatne podczas ustalania sk"adu są wczeĘniejsze
sk"adu; im mniejsza lepkoĘç, tym wi´ksza pr´dkoĘç rozp"ywu i mniej-
doĘwiadczenia projektanta dotyczÄ…ce zachowania si´ miesza-
sza podatnoĘç na segregacj´; im mniejsza granica p"yni´cia, tym wi´kszy
rozp"yw
nek samozag´szczalnych wykonanych z podobnego rodzaju ce-
44
kwiecieł
 czerwiec 2003
mentu, podobnego dodatku mineralnego oraz przy stosowaniu
100
podobnej domieszki chemicznej. Takie doĘwiadczenie znacznie
200
u"atwia proces projektowania. W niektórych przypadkach moŻna
je ograniczyç jedynie do badaÅ‚
w"aĘciwoĘci samej mieszanki be-
tonowej o przyj´tym orientacyjnie sk"adzie, spe"niajÄ…cym waru-
nek szczelnoĘci oraz znane z literatury przedmiotu ogólne wy-
magania dotyczące wskaęnika w/c, uziarnienia kruszywa, pro-
800
porcji dodatku mineralnego do cementu oraz zawartoĘci wody.
Projektowanie sprowadza si´ w takim przypadku do ustalenia
200
optymalnej zawartoĘci domieszki superplastyfikatora i dokona-
nia ewentualnych, zazwyczaj drobnych korekt zawartoĘci innych
150
sk"adników.
Jak juŻ wspomniano, w ogólnych zaleceniach dotyczących
0-200 0-400
iloĘciowego sk"adu mieszanek samozag´szczalnych podaje si´
800
zazwyczaj, aby wielkoĘç wskaÄ™nika wodno-cementowego nie
przekracza"a wartoĘci 0,50. Zalecenie to wynika z dwóch powo-
dów. Pierwszym z nich jest niezb´dna dla uzyskania wymaga-
Rys. 4. Aparat L-box do kontroli zdolnoĘci mieszanki do przep"ywu
nych w"aĘciwoĘci mieszanki betonowej podwyÅ»szona zawartoĘç
w obecnoĘci pr´tów zbrojeniowych
cz´Ä˜ci pylastych <0,125 mm, czyli cementu, stosowanego dodat-
ku mineralnego oraz najdrobniejszych frakcji kruszywa. PodkreĘliç " Spr´Å»ony cylindryczny zbiornik na ciek"y gaz (Japonia) [4]
naleŻy, Że dodatek ten posiada zazwyczaj w"aĘciwoĘci wiąŻące, Zbiornik Ęrednicy 84,2 m o Ęcianach gruboĘci 0,8 m
a wi´c stanowi dodatkowÄ… iloĘç spoiwa i wp"ywa na uzyskiwa- i wysokoĘci 38,4 m wykonano z wysokowartoĘciowego be-
ny poziom wytrzyma"oĘci. Drugim powodem jest zalecane ogra- tonu samozag´szczalnego o f =60 MPa. Ca"kowita obj´toĘç
ck
niczenie iloĘci wody w mieszance betonowej do ok. 175 dm3/m3. u"oŻonego betonu wynosi"a 12.000 m3. Rozp"yw stoŻka mie-
Górne ograniczenie w/c, wymuszona zawartoĘç cementu (zazwy- szanki mierzony na placu budowy wynosi" Ęrednio 650 mm.
czaj powyÅ»ej 300 kg/m3) oraz jego rzeczywista wytrzyma"oĘç, " Tunel i szyb hydroelektrowni Cleuson Dixens (Szwajcaria) [5]
wynoszÄ…ca dla krajowych cementów klasy 32,5 przeci´tnie oko"o Tunel kana"u dop"ywowego wody, o d"ugoĘci 15.850 m
40 do 45 MPa, powodujÄ… praktycznÄ… niemoÅ»noĘç uzyskania betonu i Ęrednicy 5,60 m, wykonano z róŻnych betonów
samozag´szczalnego o klasie niÅ»szej niÅ» oko"o B35. Jak wskazujÄ… samozag´szczalnych w "Ä…cznej iloĘci 73.000 m3. Na d"ugoĘci
w"asne doĘwiadczenia, w przypadku betonów samozag´szczalnych 850 m przestrzeÅ‚
pomi´dzy zewn´trznÄ… pow"okÄ… stalowÄ… tu-
klasy B20, koniecznoĘç zapewnienia odpowiednich cech mieszanki nelu a ska"Ä… (od 40 do 80 mm) wype"niono za pomocÄ… pom-
powoduje, iÅ» uzyskany beton stwardnia"y posiada po 28 dniach doj- py betonem samozag´szczalnym o maksymalnej wielkoĘci zia-
rzewania o oko"o 60 do 80% wyÅ»szÄ… wytrzyma"oĘç niÅ» zak"adana. ren 8 mm i p"ynnoĘci mieszanki 30 s, mierzonej specjalnym
PrzewyÅ»szenie to maleje wraz ze wzrostem zak"adanej klasy i za- stoÅ»kiem Marsha. W cz´Ä˜ci tunelu, na d"ugoĘci 2930 m, be-
nika przy klasie oko"o B40. PowyÅ»sze potwierdza poglÄ…d, iÅ» sk"ad ton samozag´szczalny zastosowano do wype"nienia pompÄ…
mieszanek SCC, od których w stanie stwardnia"ym wymagamy pierĘcieniowej pustki pomi´dzy betonowymi tubingami i stalowÄ…
wytrzyma"oĘci na poziomie niÅ»szych i Ęrednich klas (do oko"o B35) rurÄ… Ø 4,10 m wewn´trznej obudowy. W pozosta"ej cz´Ä˜ci tunelu
jest zdeterminowany przede wszystkim Żądanymi w"aĘciwoĘciami tenÅ»e beton, silnie zbrojony, stanowi" zasadniczÄ… obudow´. Mie-
mieszanki. Wytrzyma"oĘç betonu musi byç w zwiÄ…zku z tym trak- szanka na kruszywie do 16 mm charakteryzowa"a si´ rozp"ywem
e"550
towana jako cecha wtórna. W efekcie, w licznych przypadkach be- stoŻka mm. W przypadku szybu doprowadzającego
tonów samozag´szczalnych naleÅ»y si´ spodziewaç wyst´powania wod´ do turbin, o spadku 68% i d"ugoĘci 3920 m, beton
sporego nadmiaru wytrzyma"oĘci rzeczywistej w stosunku do samozag´szczalny o rozp"ywie stoÅ»ka 580 mm, zastosowa-
zak"adanej. Wysnuç stÄ…d moÅ»na dosyç paradoksalny wniosek, Å»e no do wype"nienia pierĘcieniowej przestrzeni (od 5 do 12 cm)
"atwiejszym zadaniem moÅ»e si´ okazaç projektowanie sk"adu be- pomi´dzy ska"Ä… i stalowymi tubingami, o Ęrednicy Ø 4,45 m.
tonu samozag´szczalnego, który równoczeĘnie ma byç betonem Transport mieszanki z po"oÅ»onej w tunelu wytwórni betonu odby-
wysokowartoĘciowym BWW. wa" si´ grawitacyjnie rynnÄ… z PVC o Ęrednicy 300 mm.
Zastosowania betonów samozag´szczalnych prof. Janusz Szwabowski
W ciągu ostatnich kilku lat liczba zastosował
betonu samo- Politechnika ÂlÄ…ska
zag´szczalnego w praktyce inÅ»ynierskiej szybko roĘnie. Wachlarz prof. Jacek ÂliwiÅ‚
ski
tych zastosował
jest bardzo szeroki. Tytu"em przyk"adu wymieł
my Politechnika Krakowska
skrótowo kilka z nich, g"ównie w celu wskazania zróŻnicowania Literatura
obiektów i w"aĘciwoĘci stosowanego betonu. 1 Specification and guidelines for self-compacting concrete, EFNARC,
" Prefabrykacja skrzyniowych elementów tunelu kolejowego (Szwe- February 2002
cja) [2] 2 Emborg M., Hedin C.: Production of Self Compacting Concrete for
Elementy o wymiarach przekroju Ęcian 6,85 m x 0,55 m i stropu Civil Engineering  Case Studies. Proc. RILEM Symposium on Self
12,5 m x 0,55 m zosta"y uformowane z napowietrzonego betonu Compacting Concrete, Stockholm, 1999
samozag´szczalnego o zawartoĘci powietrza 7,7%. W"aĘciwoĘci 3 Gustafsson J.: Experience from Full Scale Production of Steel Fibre
mieszanki mierzono na placu budowy rozp"ywem stoŻka, który Reinforced Self Compacting Concrete. Proc. RILEM Symposium on
wynosi" Ęrednio 670 mm, zmieniajÄ…c si´ w przedziale od 600 do Self Compacting Concrete, Stockholm, 1999
750 mm. 4 Nishizaki T., Kamada F., Chikamatsu R., Kawashima H.: Application
" Monolityczne p"yty nawierzchni parkingu (Szwecja) [3] of High Strength Self Compacting Concrete to Prestressed Concrete
P"yty o gruboĘci 15 cm z Żebrem obwodowym i wymiarach rzu- Outer Tank for LNG Storage. Proc. RILEM Symposium on Self Com-
tu 20 m x 10 m wykonano z samozag´szczalnego fibrobeto- pacting Concrete, Stockholm, 1999
nu, zbrojonego w"óknem stalowym i napowietrzonego Ęrednio 5 Botte J., Burdin J., Zermatten M.: SCC Tunnel Applications: Cleuson
w iloĘci 7%. Rozp"yw stoŻka mieszanki mierzony na placu budo- Dixens Project And Loetschberg Basis Tunnel., Switzerland. Proc. RI-
wy zawiera" si´ w przedziale od 580 do 720 mm. LEM Symposium on Self Compacting Concrete, Stockholm, 1999
45
budownictwo " technologie " architektura
H1
H2