Beton
samozag´szczalny
(SCC) na budowie
Fot. 1
Wprowadzenie Wis"ostrady w tunel ma na celu bezkolizyjne
wyprowadzenie
pojazdów z mostu Âwi´tokrzyskiego.
Przyj´ta do realizacji technologia wykonania zagÅ‚´bienia przewi- Technologia betonu SCC
dywaÅ‚a wykonanie ciÄ…gu Ęcian szczelinowych b´dÄ…cych korpu- Charakterystyka mieszanki SCC
sem tunelu. Nast´pnym posuni´ciem byÅ‚o wykonanie pÅ‚yty stro- PodstawowÄ… cechÄ… mieszanki betonowej SCC jest wyeliminowanie
powej oraz po uÅ‚oÅ»eniu izolacji  pÅ‚yty dennej wanny i Ęciany procesów zag´szczania w trakcie ukÅ‚adania. Betony samozag´szczalne
bocznej dociskajÄ…cej izolacj´ do Ęciany szczelinowej. sÄ… mieszankami o bardzo duÅ»ym upÅ‚ynnieniu i wysokiej urabialnoĘci,
a wi´c o bardzo niewielkim tarciu wewn´trznym. Pozwala to na do-
ZaÅ‚oÅ»enia techniczno-technologiczne kÅ‚adne wypeÅ‚nienie deskowania, niezaleÅ»nie od g´stoĘci zbrojenia
do wykonania Ęcian bocznych tunelu elementu. Mieszanka betonowa zag´szcza si´ i odpowietrza pod
Wykonanie Ęciany bocznej wymuszało zastosowanie technologii betonu wpływem własnej masy, bez koniecznoĘci stosowania dodatkowego
SCC (betony samozag´szczalne, okreĘlane w literaturze angloj´zycznej zag´szczania mechanicznego. Mieszanka betonowa SCC charaktery-
mianem self compacting concrete) pozwalajÄ…cej na wbudowanie mie- zuje si´ duŻą pÅ‚ynnoĘciÄ…, odpornoĘciÄ… na segregacj´ oraz zdolnoĘciÄ…
szanki betonowej podawanej przez otwory technologiczne wykonane przenikania mi´dzy g´stym zbrojeniem. CiekÅ‚oĘç i odpornoĘç na se-
w szalunkach bez stosowania zag´szczenia koniecznego dla miesza- gregacj´ zaleŻą od skÅ‚adników mieszanki i ich wzajemnych propor-
nek betonu zwykÅ‚ego. cji. WielkoĘciÄ… limitujÄ…cÄ… zawartoĘç frakcji powyÅ»ej 2 mm jest 50%
Istotne staÅ‚o si´ opracowanie skÅ‚adu mieszanki betonowej obj´toĘci kruszywa. ZawartoĘç piasku w mieszance wynosi oko-
o wÅ‚aĘciwoĘciach pozwalajÄ…cych na podawanie z wysokoĘci 3,6 Å‚o 40% obj´toĘci zaprawy. Kruszywo do SCC powinno speÅ‚niaç ta-
m w szalunki wypełnione zbrojeniem z uzyskaniem rozpływu na kie same wymagania jak kruszywo do betonów zwykłych, z ograni-
dÅ‚ugoĘci 17,0 m i szerokoĘci 0,4 m, z samoistnym zag´szczeniem i od- czeniem, aby dmax < 20 mm. Maksymalny wymiar ziarna kruszywa
powietrzeniem bez powstawania segregacji kruszywa grubego. grubego musi byç uzaleÅ»niony od szerokoĘci wykonywanego elementu
Dla uzyskania tych wÅ‚aĘciwoĘci mieszanka SCC powinna posiadaç oraz g´stoĘci zbrojenia. Beton samozag´szczalny powinien zawieraç
nast´pujÄ…ce parametry: 500÷600 kg cz´Ä˜ci pylastych w 1 m3 betonu. Wymagana wysoka
 rozlewnoĘç mierzonÄ… metodÄ… odwróconego stoÅ»ka Abramsa  74-78 pÅ‚ynnoĘç betonów samozag´szczalnych oraz duÅ»a lepkoĘç mieszan-
cm ki (niskie w/c, duÅ»o frakcji pylastych) powodujÄ… koniecznoĘç stosowa-
 czas stabilnoĘci konsystencji na budowie  nie mniej niŻ 40 minut. nia superplastyfikatorów nowej generacji (polikarboksylanów i eterów
StwardniaÅ‚y beton powinien speÅ‚niaç wymagania normy PN-B-06250: polikarboksylowych) .
1988 dla klasy B40 oraz nast´pujÄ…ce parametry techniczne: Prace badawcze poprzedzajÄ…ce wdroÅ»enie technologii betonu SCC
 wytrzymaÅ‚oĘç na Ęciskanie po 48 godzinach  25 MPa prowadzone byÅ‚y przez ZakÅ‚ad Produkcji Betonu Warbud SA i trwa-
 wskaęnik wodoszczelnoĘci  W8 ły przez ok. 2 lata. W wyniku badał
opracowane zostały dwie alter-
 wskaęnik mrozoodpornoĘci  F150. natywne recepty na beton SCC klasy B40:
 recepta  B na bazie mieszanki cementowej REYMIX-BETON,
Tab. 1. Wyniki badał
wytrzymałoĘci na Ęciskanie próbek betonowych pobra- domieszki upłynniającej i napowietrzającej oraz kruszyw Żwiro-
nych z elementów Ęcian
wych z Sobolewa i Paczkowa
 recepta  C na bazie cementu CEM I 42,5 HSR NA, dodatku II,
RĘr [MPa] SR [MPa] niR [%] RbG[MPa]
domieszki upłynniającej i napowietrzającej oraz kruszyw Żwiro-
Recepta  B 51,1 9,8 19,2 35,0
wych z Sobolewa i Paczkowa,
Recepta  C 40,5 6,0 14,9 30,6
spełniające załoŻone parametry mieszanki betonowej:
 rozpływ mierzony metodą odwróconego stoŻka Abramsa  72-
76 cm
Tab. 2. Wyniki badał
próbek betonowych pobranych w dniu 12.01.2002
 czas stabilnoĘci konsystencji na budowie  ok. 40 minut.
w czasie betonowania Ęciany
Celem uzyskania powyŻszych parametrów została opracowana
i wykonana mieszanka cementowa REYMIX-BETON. Na bazie
Lp. R3[MPa] R7[MPa] R28 MPa]
opracowanych recept wykonano próbne Ęciany z zastosowaniem
1 30,1 48,1 49,0
technologii przewidywanej do realizacji Ęcian zagÅ‚´bienia WisÅ‚o-
2 32,9 48,1 49,4
strady w tunel.
3 28,7 48,4 55,6
Badania techniczne betonu SCC
4 - - 50,7
na materiale pobranym z próbnych Ęcian
5 - - 52,0
W grudniu 2001 roku przystąpiono do badał
technicznych beto-
6 - - 52,0
nu wbudowanego w próbne Ęciany. W tym celu pobrano próbki be-
Âr. 30,6 48,2 51,4
tonowe:
40
lipiec  wrzesieł
2002
t
e
c
h
n
o
l
o
g
i
e
 walce Ęrednicy ł 100 mm  dla oce- dopuszczenie do wbudowania. W dniu
ny nasiąkliwoĘci i wytrzymałoĘci na 12.01.2002 przystąpiono do wykonania
Ęciskanie, próbnej Ęciany nr 15Lz w technologii be-
 odwierty wykonano w 3 poziomach: tonu SCC. Mieszanka według recepty nr
" dolnym, na wysokoĘci 1,0 m od 2/SCC/2002 produkowana była w wytwórni
spodu betonu Warbud. Produkcja mieszanki beto-
" Ęrodkowym, na wysokoĘci 2,0 m od nowej odbywaÅ‚a si´ na w´Ä™le betoniarskim
spodu Liebher typu Mobilmix 2,25/1999. Wypro-
" górnym, na wysokoĘci 3,3 m od dukowana mieszanka betonowa dowoŻona
spodu była mieszarkami samojezdnymi na miej-
oraz w 3 rz´dach równomiernie rozmiesz- Fot. 2. sce wbudowania, a nast´pnie podawana
czonych na całej szerokoĘci Ęciany. pompą Putzmeister typu 1409 D. Pompa
 walce Ęrednicy ł 150 mm  dla oceny ta przystosowana jest do podawania mie-
wskaęnika wodoprzepuszczalnoĘci, szanki betonowej z regulowaną wydajnoĘcią
 odwierty wykonano w 2 poziomach: pompowania, wyposaŻona w urządzenie
" dolnym, na wysokoĘci 1,0 m od tłumiące udary tłoczenia.
spodu Mieszanka z pompy podawana była z po-
" górnym, na wysokoĘci 3,3 m od wierzchni terenu na poziom zagÅ‚´bienia
spodu przez rurociąg tłoczący długoĘci ok. 120
oraz w 2 rz´dach rozmieszczonych m (fot. 1) oraz wÄ…Å» gumowy amortyzujÄ…cy,
w cz´Ä˜ci Ęrodkowej Ęciany. do trzech króçców tÅ‚oczÄ…cych obsadzo-
Ocena wyników badał
nych w szalunku, wyposaÅ»onych w zasuw´
Fot. 3.
Ocenie podlegały: odcinającą dopływ mieszanki.
 wytrzymaÅ‚oĘç na Ęciskanie Szalunek PERI typu VARIO IV
Wyniki badał
wytrzymałoĘci na Ęciskanie o wytrzymałoĘci sklejki 140 kN/m2, usta-
próbek betonowych pobranych z ww. ele- wiony był w odległoĘci 0,4 m od Ęciany
mentów Ęcian zestawiono w tablicy 1. szczelinowej i razem z zastawkami bocz-
Badany beton wykonany w technolo- nymi tworzył przestrzeł
do wypełnienia
gii SCC na podstawie recepty  B na ba- przez mieszank´ betonowÄ…. Konstrukcja
zie mieszanki Reymix zgodnie z normą szalunku kotwiona do płyty dennej zapew-
PN-B-06250: 1988 zakwalifikowano do niała utrzymanie parcia mieszanki betono-
klasy B35. wej wysokoĘci 4,1 metra bez przemiesz-
Współczynnik niejednorodnoĘci betonu niR czenia (fot. 2). W górnej cz´Ä˜ci szalunku
= 19,2 % wskazuje na wysoki rozrzut wy- zamontowana była wkładka z moŻliwoĘcią
Fot. 4. W czasie betonowania przez dolny otwór
pobrano próbnÄ… mieszank´ w celu okreĘlenia
ników. regulacji pozwalającej na uzyskanie szczeli-
rozpływu stoŻka
 nasiÄ…kliwoĘç betonu ny ok. 5 mm pomi´dzy szalunkiem a ocze-
Wg recepty  B = 5,34 %, pem. Poprzez górnÄ… szczelin´ nast´powaÅ‚
Wg recepty  C = 5,09 %. wypływ powietrza w czasie wtłaczania mieszanki betonowej oraz
Wyniki wskazujÄ… na wyÅ»szÄ… nasiÄ…kliwoĘç dla betonu wykonanego mleczka cementowego po napeÅ‚nieniu konstrukcji, co pozwoliÅ‚o na
wed"ug recepty  B na bazie Reymiksu, z tym Å»e beton wykonany bezciĘnieniowe wypeÅ‚nienie szalowanej przestrzeni. W cz´Ä˜ci dol-
według recepty  B oraz  C nie uzyskał zakładanej nasiąkliwoĘci nej szalunku wykonano otwór do pobierania mieszanki betonowej
4,0%. Zgodnie z aktualnym stanem wiedzy oraz wymaganiem nor- zakoł
czony zaworem odcinającym dopływ (fot. 3).
my PN-S-10040  Obiekty mostowe. Konstrukcje betonowe, Żelbe-
towe i spr´Å»one. Wymagania i badania dopuszcza si´ nasiÄ…kliwoĘç Badania kontrolne w czasie betonowania
betonu do 5% pod warunkiem uzyskania stopnia mrozoodpornoĘci W czasie betonowania przez dolny otwór pobrano próbnÄ… mieszank´
F150. w celu okreĘlenia rozpływu stoŻka (fot. 4). Parametry mieszan-
 wodoprzepuszczalnoĘç ki  rozpÅ‚yw na odwrotnym stoÅ»ku Abramsa wynosiÅ‚ okoÅ‚o 72 cm.
Wyniki badał
wskazują na uzyskanie stopnia wodoszczelnoĘci Z pobranej mieszanki wykonane zostały próbne elementy dla ozna-
na poziomie W10-W12 przy wnikni´ciu wody w granicach 1 cm czenia parametrów technicznych betonu. Próbki formowane byÅ‚y bez
dla recepty  B na bazie Reymiksu oraz 1,6 cm dla recepty  C zag´szczania poprzez wlewanie mieszanki z wysokoĘci 10 cm, przy
na bazie dodatku II, a wi´c speÅ‚niony zostaÅ‚ zaÅ‚oÅ»ony stopieÅ‚
uŻyciu szufelki. Wyniki badał
próbek betonowych pobranych w dniu
wodoszczelnoĘci W8. 12.01.2002 w czasie betonowania Ęciany przedstawiono w tablicy
 mrozoodpornoĘç 2. Oceniana partia betonu wbudowanego w Ęcian´ bocznÄ… nr 15Lz
Przewidywane wyniki mrozoodpornoĘci powinny ksztaÅ‚towaç speÅ‚nia wymagania normy PN-B-06250: 1988 dla klasy B40.
si´ na poziomie F150 z uwagi na zastosowanie domieszki
napowietrzającej oraz niski wskaęnik w/c < 0,4. Podsumowanie
Opiniowanie i wybór recepty WdroŻenie technologii betonu SCC w budownictwie komunikacyjnym
Na podstawie uzyskanych wyników badał
ZakÅ‚ad Betonu IBDiM moÅ»liwe byÅ‚o dzi´ki badaniom prowadzonym przez firm´ Warbud oraz
pozytywnie zaopiniował zastosowanie recepty  B dla okreĘlonych dopuszczeniu do jednostkowego stosowania mieszanki cementowej
warunków wykonania Ęcian zagÅ‚´bienia WisÅ‚ostrady w tunel drogo- REYMIX-BETON. Opinia do jednostkowego stosowania wydana zosta-
wy. Istnieje moÅ»liwoĘç wykorzystania recepty  C na bazie dodatku Å‚a przez IBDiM, a nadzór naukowy przy wdroÅ»eniu technologii prowa-
II w warunkach letnich po uprzedniej weryfikacji składu i uzyska- dził Zakład Betonu IBDiM. Pozytywne wyniki wdroŻenia pozwoliły na
niu kompletu badał
. zatwierdzenie opisanej technologii przy wykonaniu Ęcian i dalszą reali-
WdroÅ»enie technologii betonu SCC zacj´ prac dla pozostaÅ‚ych Ęcian bocznych tunelu.
Nadzór merytoryczny przy realizacji Ęcian powierzony został Zakła- Małgorzata Faleł
ska
dowi Betonu IBDiM. Przeprowadzone próby technologiczne pozwoli- Witold Gajger
ły na uzyskanie wymaganych parametrów mieszanki, co umoŻliwi"o IBDiM Warszawa
41
eł
2002 budownictwo " technologie " architektura