pisz Pruszcz Gdański 07.01.2009 r.

Agnieszka Glegocińska

WILiŚ Budownictwo Ogólne

Termoobróbka betonu - prefabrykacja

WPROWADZENIE

Historia betonu

Beton określany również jako sztuczny kamień, wynaleziony i używany w budownictwie najpierw w Asyrii, potem starożytnym Rzymie, później w wiekach średnich zapomniany. W starożytności używano mieszaniny piasku i drobnych kamieni z zaprawą wapienną do łączenia kamieni w murze i sklepieniach. Dodatek popiołu wulkanicznego czynił rzymski beton wodoodpornym. W okolicach odległych od wulkanów wykorzystywano zużyte drobno zmielone dachówki. W gotyku stosowano mieszaninę zaprawy wapiennej z bardzo drobnym piaskiem do wykonywania odlewów powtarzalnych elementów dekoracyjnych. W XIX w. (po wynalezieniu cementu portlandzkiego) upowszechnił się materiał budowlany zwany betonem.

Beton dzisiaj - to najczęściej stosowany materiał budowlany na świecie, którego znaczenie wciąż wzrasta. Badania wykazały, że beton miał wpływ na kształtowanie cywilizacji już nawet 7000 lat p.n.e.
Beton to materiał budowlany złożony z cementu, rozdrobnionych skał lub żwiru, piasku i wody, bardzo często wzbogacany dodatkami chemicznymi oraz innymi materiałami.
W swojej najprostszej formie - beton to mieszanka zaprawy i kruszyw. Zaprawę tworzy cement portlandzki oraz woda, która "powleka" drobne i grube kruszywo. Poprzez reakcję chemiczną zwaną hydratacją cementu - zaprawa twardnieje i osiąga wytrzymałość tworząc monolityczną masę zwaną betonem.
Tajemnica tego procesu jest kluczem do zaskakujących cech betonu: w postaci świeżej mieszanki - plastyczny/ciekły i urabialny, po pewnym czasie twardnieje i uzyskuje, w zależności od kompozycji, składu, zastosowanych surowców, ogromne wytrzymałości sięgające nawet powyżej 100 MPa. Te cechy dają mu unikalną możliwość - jako jedyny materiał może tworzyć drapacze chmur, mosty, chodniki, autostrady i drogi, domy oraz zapory.

Uzyskiwanie betonu

Beton powstaje w wyniku wiązania i stwardnienia mieszanki betonowej. Mieszanka betonowa to mieszanina spoiwa (cement), kruszywa, wody i ewentualnych dodatków (powyżej 5% w stosunku do masy spoiwa) i domieszek (poniżej 5% w stosunku do masy spoiwa). Kruszywa mogą być naturalne: grube (żwir), drobne (piasek o frakcjach do 2 mm) lub sztuczne (np. keramzyt). Dodatki i domieszki poprawiają właściwości mieszanek betonowych i betonów, np. zwiększają urabialność, opóźniają proces wiązania, zwiększają mrozoodporność, wodoszczelność itd. Nie wolno stosować wody morskiej (zasolonej), mineralnej i zanieczyszczonej (np. ściekowej, rzecznej). Bez wykonywania badań można stosować wodę wodociągową. Skład mieszanki betonowej dobiera się na podstawie analiz laboratoryjnych i obliczeń (receptura betonu), tak aby otrzymać beton o oczekiwanej wytrzymałości, odporności na działanie czynników zewnętrznych (np. o odpowiedniej ścieralności, wodoszczelności, kwasoodporności, żaroodporności, izolacyjności cieplnej).

Aby wykonać mocny i wytrzymały beton należy ściśle przestrzegać założonych w recepturze proporcji oraz właściwie wymieszać składniki. Mieszanka betonowa o niewystarczającej ilości zaprawy do wypełnienia wszystkich przestrzeni pomiędzy ziarnami kruszyw będzie trudna do wbudowania i wytworzy na swojej powierzchni, szkodliwe dla betonu pory. Z kolei mieszanka z większą ilością zaprawy cementowej, niż założono w recepturze, będzie łatwa w ułożeniu i zapewni gładką powierzchnię, jednak taki beton ma większą tendencję do kurczenia się i jest nieekonomiczny. Właściwie zaprojektowana mieszanka betonowa posiada wymaganą urabialność w stanie ciekłym oraz wymaganą wytrzymałość w stanie stwardniałym. Charakter betonu zależy od jakości zaprawy cementowej. Wytrzymałość zaprawy z kolei uzależniona jest od wskaźnika wodno - cementowego (w/c).
Betony o wysokiej jakości produkuje się zmniejszając wskaźnik w/c do optymalnego poziomu, który nie wpłynie na urabialność świeżego betonu. Ogólna zasada mówi, że stosowanie mniejszej ilości wody do produkcji betonu daje gwarancję wysokiej jakości, pod warunkiem właściwego wbudowania,zagęszczenia i pielęgnacji betonu.

Składnik

Woda

Chociaż większość wody pitnej nadaje się do produkcji betonu, kruszywa dobierane są szczególnie starannie. Prawie każdy rodzaj wody naturalnej, która jest zdatna do picia i nie posiada wyraźnego zabarwienia i zapachu może być stosowana jako woda zasobowa do produkcji betonu. Jednakże, nie tylko woda pitna może być wykorzystywana do betonu. Nadmierne zanieczyszczenia wody zasobowej mogą nie tylko wpłynąć na założony czas życia i wytrzymałość betonu, w wyniku wytrącania się kryształków soli na powierzchni (co jest następstwem wyparowywania bogatej w sól wody), przebarwienia, korozję zbrojenia, niestabilność objętości oraz zredukować wytrzymałość. Specyfikacje betonu zwykle nakładają ograniczenia w zakresie ilości chlorków, siarczanów, alkaliów lub substancji stałych zawartych w wodzie zarobowej, chyba że przeprowadzono odpowiednie testy określające wpływ tych zanieczyszczeń na właściwości betonu.

Kruszywo

Stanowi od 60 do 75% całkowitej objętości betonu. Rodzaj i wielkość ziaren kruszywa ogranicza się głównie ze względów podyktowanych wymogami konstrukcyjnymi i warunkami pracy konstrukcji. Praktycznie zawsze należy dążyć do zastosowania kruszywa płukanego, wolnego od zanieczyszczeń, o ziarnach kubicznych i maksymalnym dopuszczalnym przez warunki zabudowy wymiarze ziaren. Im większe ziarna kruszywa tym mniej "lepiszcza" - cementu, a to zwiększa trwałość konstrukcji ponieważ zaczyn cementowy to najsłabsze ogniwo tego układu.

Proces hydratacji cementu


Natychmiast po dodaniu wody do cementu i pozostałych składników, mieszanka betonowa zaczyna twardnieć. Wszystkie cementy w rozumieniu normy PN-EN 197-1 posiadają właściwości hydrauliczne, co oznacza, że wiążą i twardnieją pod wpływem wody i w wodzie. Dzięki reakcji chemicznej zachodzącej przy udziale wody powstają między innymi z ziaren cementu uwodnione krzemiany i glinokrzemiany wapnia, traktowane ogólnie przez literaturę fachową jako fazy C-S-H, które zapewniają połączenie wszystkich składników. Oczywiście takie podejście do zagadnienia hydratacji jest olbrzymim skrótem i nie należy tego rozumieć w sposób jednoznacznie wskazujący jako jedyne produkty hydratacji fazy C-S-H, ponieważ produktów hydratacji cementu, w zależności od jego rodzaju powstaje znacznie więcej. Niemniej jednak główną fazą modelującą cechy zarówno wytrzymałościowe jak i wpływającą na trwałość betonu jest bezsprzecznie faza C-S-H.

Produkty hydratacji cementu wchodzą w reakcję fizyko-chemiczną z pozostałymi składnikami mieszanki betonowej tworząc zwięzłą całość. Postępujący proces hydratacji cementu jest procesem egzotermicznym - oznacza to iż podczas hydratacji wydzielane jest ciepło.

Bardzo ważnym i istotnym elementem powstawania konstrukcji jest prawidłowa zabudowa mieszanki betonowej. Żadnego z elementów tej części prac budowlanych nie należy pomijać gdyż mają one zasadniczy wpływ na jakość betonu. Przykładowo brak zagęszczenia lub niewłaściwe zagęszczenie mieszanki betonowej mogą doprowadzić do utraty niemal 30% z zakładanej wytrzymałości końcowej, nie wspominając już o znacznie mniejszej szczelności takiego tworu. Brak właściwej pielęgnacji natomiast (objawiający się głównie pyleniem powierzchni) może w skrajnych przypadkach zmusić wykonawcę do bardzo kosztownych napraw konstrukcji czasami nawet przewyższających koszt betonu.

Powierzchnie betonu mogą być pielęgnowane poprzez zraszanie ich wodą lub dzięki zastosowaniu materiałów utrzymujących wilgoć, jak np. okrywanie wilgotnymi matami jutowymi lub geowłókniną. Do innych metod pielęgnacji zapobiegających wyparowaniu wody należy osłanianie powierzchni świeżego betonu folią, płytami z materiałów izolacyjnych (wełna mineralna lub styropian) albo wykonanie specjalnego namiotu ochronnego bądź stosowanie preparatów do pielęgnacji betonu. Generalnie należy nie dopuścić do odparowania wody gdyż to zatrzyma praktycznie nieodwracalnie proces hydratacji.

Pielęgnację ułożonego beotnu należy prowadzić zawsze w odpowiednio dobrany sposób zgodny z warunkami w jakich został zabudowany betonu. Dlatego też stosuje się różne metody pielęgnacji w zależności od warunków atmosferycznych w jakich dojrzewa konstrukcja. Stosowane są również specjalne techniki pielęgnacyjne podczas niskich lub wysokich temperatur zewnętrznych w celu ochrony betonu przed nadmiernym wychłodzeniem lub spękaniem w wyniku naprężeń termicznych powstałych w ułożonym betonie. Ważne jest, aby beton pozostawał jak najdłużej wilgotny - wtedy staje się bardziej wytrzymały. Dlatego też prawidłowo wykonany, ułożony i pielęgnowany beton, im jest starszy tym bardziej wytrzymały.



Wyjątkowe właściwości betonu


Beton zwykły stanowi znakomite zabezpieczenie przeciwogniowe. Ze względu na swoje właściwości - niepalność oraz stosunkowo niewielki współczynnik przewodzenia ciepła stanowi doskonale zabezpieczenie materiałów palnych bądź podatnych na oddziaływanie wysokich temperatur takich jak np.: stal. W przypadku wybuchu pożaru konstrukcja betonowa lub żelbetowa zapewnia odpowiedni czas potrzebny do opuszczenia płonącego budynku oraz przeprowadzenia sprawnej akcji gaśniczej.

Betony wysokich wytrzymałości (BWW) ze względu na swoją strukturę oraz właściwości są potencjalnie narażone na uszkodzenia objawiające się poprzez powstawanie odprysków z powierzchni betonu. Wymagają wobec tego dodatkowego zabezpieczenie przed oddziaływaniem otwartego ognia.

Rodzaje betonu - beton możemy zaszeregować do różnych grup ze względu na ciężar objętościowy, sposób zagęszczenia, na właściwości itd.

Ze względu na ciężar objętościowy

beton ciężki - o ciężarze objętościowym większym niż 2 600 kg/m³, wykonywane z zastosowaniem specjalnych kruszyw (np. barytowych), stosowane jako osłony biologiczne dla osłabienia promieniowania jonizująceg

beton zwykły:

• o ciężarze objętościowym od 2 200 - 2 600 kg/m³, wykonywane z zastosowaniem kruszyw naturalnych i łamanych (piasek + żwir lub piasek + np. kamień bazaltowy) stosowane do wykonywania elementów konstrukcyjnych betonowych i żelbetowych.

• o ciężarze objętościowym od 1 800 - 2 200 kg/m³, wykonywane z zastosowaniem kruszyw porowatych (np. keramzyt) - do wykonywania elementów o podwyższonej izolacyjności cieplnej np. ścian osłonowych, pustaków ściennych i stropowych

• beton lekki - o ciężarze objętościowym do 1 800 kg/m³, wykonywane z zastosowaniem lekkich kruszyw oraz betony komórkowe. Betony komórkowe wytwarza się z cementu, piasku, wody i środka pianotwórczego. Betony lekkie stosuje się do wykonywania elementów ściennych i stropowych średniowymiarowych (płyty ścienne i stropowe) i drobnowymiarowych (np. bloczki ścienne, prefabrykowane nadproża).

Ze względu na sposób zagęszczania i wbudowania:

• beton natryskowy

• beton walcowany

• beton wirowany

• beton próżniowy

Ze względu na właściwości

betony jastrychowe

betony polimerowe - zamiast spoiwa cementowego zawierają polimery; betony cementowo - polimerowe - zawierają spoiwa cementowe z dodatkiem polimerów, stosowane w sytuacjach, gdy konieczne jest uzyskanie w krótkim czasie betonu o wysokiej wytrzymałości i niskiej kurczliwości podczas wiązania.

włókno betony - oprócz kruszyw naturalnych zawierają włókna stalowe, szklane lub syntetyczne, stosowane jako betony do wykonywania np. posadzek przemysłowych.

żużlobetony - z dodatkiem rozdrobnionego żużlu do kruszywa

asfaltobetony - bez cementu i wody, zawierają asfalt, mączkę mineralną, piasek, grysy kamienne i żwir - stosowany do wykonywania nawierzchni drogowych.

beton komórkowy - o wysokiej porowatości

beton autoklawizowany (ACC) - poddany obróbce cieplnej w środowisku pary wodnej

Najnowsze kierunki rozwoju: beton wysokowytrzymały, beton ultra-wysokowytrzymały , beton przeźroczysty, beton papierowy, beton z pianki szklanej, beton samoczyszczący, beton geopolimerowy, beton ekspansywny, beton samozagęszczalny.

Wytrzymałość

Ważną cechą betonu jest jego wytrzymałość na ściskanie. Gwarantowaną wartość wytrzymałości określa klasa betonu.

Wraz z wejściem do Unii Europejskiej i dostosowywaniem polskich przepisów do unijnych, została wprowadzona nowa norma (PN-EN 206-1) określająca wytrzymałość betonów zwykłych i ciężkich symbolem C../.. (np. C20/25 oznacza beton o minimalnej wytrzymałości charakterystycznej oznaczonej na próbkach walcowych wynoszącej 20 MPa i minimalnej wartości wytrzymałości charakterystycznej (wytrzymałość charakterystyczna to wartość osiągana przez minimum 95% próbek danej partii, równoznaczne jest to z 5% przedziałem ufności) oznaczonej na próbkach sześciennych wynoszącej 25 MPa). Dla betonów lekkich ta sama norma wprowadza oznaczenie symbolem LC../.. (np. LC20/22).

Jeszcze spotykane są oznaczenia betonu zgodne z nieaktualną i nieobowiązującą normą. Według już nieaktualnej normy, stosowano oznaczenia - np. beton B 20 - to beton o gwarantowanej wytrzymałości 20 MPa. Norma PN-B-03264:2002 została w 2004 r. uzupełniona poprawką, zgodnie z którą np. beton oznaczony jako B-20 jest odpowiednikiem betonu klasy C16/20.

Wodoszczelność

Wodoszczelność betonu jest to zdolność betonu do przeciwstawiania się przepływowi wody będącej pod ciśnieniem. Oznacza się ją stopniami wodoszczelności:W-2, W-4, W-6, W-8, itd, oznaczającymi 10-krotną wielkość ciśnienia wody w MPa, przy którym woda przenika w ilości dopuszczalnej podczas normowego badania tzw. badania przepuszczalności wody.

TERMOOBRÓBKA BETONU

Beton cementowy jest materiałem budowlanym umożliwiającym od ponad stu lat kształtowanie coraz

śmielszych rozwiązań konstrukcyjnych obiektów. Perspektywa jego wykorzystywania nawet w dalszej

przyszłości nie budzi zastrzeżeń. Prace naukowo − badawcze prowadzone w ostatnich latach na świecie potwierdzają tę tezę.

Według oceny autorów o sukcesie betonu jako tworzywa budowlanego decyduje szereg czynników.

Zaliczyć należy do nich:

− możliwość wykonywania - w sensie konstrukcyjnym − różnych klas obiektów,

− swobodę przestrzennego kształtowania obiektów budowlanych,

− możliwość uprzemysłowienia robót betonowych,

− podatność materiału na modyfikacje regulujące jego cechy technologiczne

i mechaniczne.

Traktując rzecz retrospektywnie i biorąc pod uwagę wymienione czynniki wykonano

na przestrzeni stu lat, w skali wzrostu względnego − współzależność tych uwarunkowań.

Ogólnie można powiedzieć, iż w latach 1900−1950 beton wykorzystywany był przy realizacji konstrukcji masywnych (mosty i budowle podziemne, obiekty przemysłowe i użyteczności publicznej, zapory i obiekty portowe, fundamenty). Nie modyfikowano w zasadzie właściwości betonu, a uprzemysłowienie robót betonowych ograniczało się do doskonalenia betoniarek i węzłów betoniarskich. Swoboda projektowania architektonicznego była duża, bowiem konstrukcję odwzorowywano za pomocą deskowańdrewnianych, przygotowywanych w zależności od potrzeb w zakładach ciesielskich.

Po roku 1950 i latach następnych sytuacja się zmieniła, wprowadzono bowiem inwentaryzowane

urządzenia formujące. Wprowadzenie urządzeń inwentaryzowanych − zarówno dla betonowego budownictwa prefabrykowanego jak i dla monolitycznego − wymusiło w pierwszym rzędzie intensyfikację prac nad uprzemysłowieniem robót betonowych (mechanizacja betonowni, środków transportu betonu) jak i modyfikowaniem właściwości betonu (stosowanie domieszek przeciwmrozowych, przyspieszających wiązanie, regulacja procesów wiązania poprzez termo obróbkę itp.). Bezpośrednim powodem tych działań było dążenie do szybkiej rotacji urządzeń formujących, stanowiących inwentaryzowane wyposażenie przedsiębiorstwa budowlanego. Cechą charakterystyczną dla końca lat sześćdziesiątych i początku lat siedemdziesiątych było wprowadzenie na szeroką skalę urządzeń formujących − wg klasyfikacji autora − drugiej generacji. Zaliczyć należy do nich tzw. urządzenia tunelowe i półtunelowe (firma NOE, HÜNNEBECK, OUTINORD itp.),pozwalające na wykonywanie na placu budowy jednocześnie ścian i stropów budowli. W tym okresie nastąpił także znaczący rozwój środków do transportu betonu na placu budowy (zwłaszcza pomp na podwoziu samochodowym z rurociągami przesyłowymi na wysięgniku) oraz sprzętu do naturalnych modyfikacji cech betonu (np. odwadnianie próżniowe betonu na placu budowy). W tym także okresie zaznacza się zainteresowanie projektantów wykonywaniem konstrukcji powłokowych. Wzrasta fascynacja żelbetem i możliwościami jego przestrzennego kształtowania. Powstają

powłokowe rozwiązania chłodni kominowych, przekrycia obiektów sportowych, mosty o konstrukcji

łupinowej.

Tendencja ta nie utrwaliła się jednakże w dłuższym przedziale czasu i nastąpił powrót − po 1975 roku

− do wykonywania konstrukcji masywnych.

Niezależnie od wymienionych po 1975 roku zjawisk, zaznaczyły się wyraźnie w późniejszym okresie

dwie tendencje. W początku lat osiemdziesiątych nastąpił odwrót od przestrzennych, tunelowych urządzeń formujących. Uznano wówczas, iż urządzenia te spełniają wprawdzie kryterium szybkiego uformowania konstrukcji, ale charakteryzują się niskim stopniem uniwersalności. Rozpoczęte w tym okresie prace, sfinalizowane po 1985 roku, doprowadziły do skonstruowania urządzeń trzeciej generacji, tj. urządzeń w dużym stopniu uniwersalnych, oddzielnych dla ścian i stropów, o szerokim zakresie wykorzystania. Opracowane systemy urządzeń formujących (firm PERI, DOKA, ale także PASCHAL i HÜNNEBECK) pozwalają na zaformowanie praktycznie każdej konstrukcji mostowej, drogowej, obiektu użyteczności publicznej itp. Swoboda projektowania architektonicznego została jednakże w dużym stopniu ograniczona i wyznaczona przez system urządzeń formujących.

Lata siedemdziesiąte, a zwłaszcza pierwsza połowa lat osiemdziesiątych, zaowocowały także wpro-

wadzeniem domieszek modyfikujących właściwości mieszanki betonowej. Powszechne stały się działania zmierzające do upłynniania mieszanki i uzyskiwania przez nią cech pompowalności nie poprzez przedozowywanie wody, ale przez dodawanie domieszek uplastyczniających. W okresie tym zaczęto zwracaćuwagę nie tylko na wytrzymałość betonu, ale i na jego trwałość i zależność tej trwałości od rzeczywistego stosunku W/C. W ostatnich trzech, czterech latach nie obserwuje się znacznych działań zmierzających do poprawy,bądź zmiany stopnia uprzemysłowienia robót betonowych. Prowadzone są natomiast intensywne prace nad poprawą trwałości betonu poprzez zmianę jego mikrostruktury. Dąży się w tych działaniach do związania wodorotlenku wapnia, występującego w stwardniałym zaczynie cementowym oraz do lepszego upakowania i uszczelnienia mikrostruktury poprzez wprowadzoną dodatkowo do mieszanki mikrokrzemionkę. Drugi kierunek działań dotyczy także i zmiany cech mechanicznych betonu w wyniku wprowadzenia tzw. zbrojenia rozproszonego, występującego w postaci włokien (najczęściej stalowych, ale także i z innych materiałów).

Wymienione dwa kierunki działań, będące aktualnie obiektem zainteresowania wielu placówek naukowo − badawczych, zostaną w niniejszym opracowaniu szerzej przedstawione. Potrzebę wykonania opracowania o zakresie zaproponowanym przez autorów uzasadnia wiele przesłanek.

Pierwsza z nich dotyczy konieczności uaktualnienia wiedzy podstawowej z dziedziny technologii be-

tonu. Mimo wyrażanego czasem przekonania, iż technologia betonu doskonalona przez ponad 150 lat

wyczerpała już możliwości zmian, to faktycznie dokonuje się skokowa zmiana jej jakości. Możliwość ta

wynika z wprowadzenia do betonu jako dodatku mikrokrzemionki. Prace nad stosowaniem dodatków o właściwościach pucolanowych prowadzono od dawna, lecz zintensyfikowano je pod koniec lat osiemdziesiątych. Jednym z powodów intensyfikacji tych prac była z pewnością negatywna ocena trwałości betonów, w tym tzw. betonów pompowalnych, wykonywanych w ostatnich 20.−30. latach. Prace badawcze nad właściwościami betonów z mikrokrzemionką są intensywnie prowadzone, choć ukazały się już opracowania monograficzne na ten temat [36]. Podobnie odnieść się należy do betonów modyfikowanych fibrą. Odnośnie betonów z fibrą, zauważyć należy, iż wiele wcześniejszych prac (m.in.[58]) dotyczyło zagadnień mechaniki betonu ze zbrojeniem rozproszonym. Ostatnio jednakże zainteresowania badaczy przenoszą się z zagadnień teoretycznych na zastosowania praktyczne fibrobetonów [62]. Uznając podwyższoną trwałość tych betonów, większą odkształcalność, odporność na ścieranie i uderzenia, wskazuje się na nowe kierunki zastosowań materiału (m.in. posadzki bezdylatacyjne, pale fundamentowe, elementykonstrukcji szkieletowych, elementy dróg i mostów).

Drugą przesłanką, skłaniającą do podjęcia prac nad modyfikowaniem betonów, jest coraz szersze stosowanie przy produkcji mieszanek domieszek upłynniających mieszankę w fazie jej produkcji. Obecnie na polskim rynku znajduje się kilkadziesiąt rodzajów domieszek, w większości importowanych z krajów Europy zachodniej. Za rzecz niezbędną uznaje się dokonanie przeglądu i klasyfikacji właściwości tych domieszek pod kątem efektywności ich zastosowań w bezpośredniej produkcji. Już obecnie inwestorzystawiają wysokie wymagania producentom mieszanek betonowych odnośnie wytrzymałości betonu i jego trwałości, a w najbliższym czasie tendencja ta pogłębi się. Ocenia się, iż obecnie za granicą około 70÷90% betonów produkowanych dla potrzeb prefabrykacji oraz używanych na placu budowy modyfikuje się także i w Polsce.

Możliwości modyfikacji właściwości betonu

Pojęcie „modyfikacja właściwości betonu” jest zagadnieniem bardzo szerokim. Zgodnie ze schematem modyfikacja może mieć charakter naturalny, związany z oddziały-

waniem czynników zewnętrznych na beton zwykły, lub ingerujący w strukturę betonu od wewnątrz, poprzez stosowanie domieszek i dodatków aktywnych chemicznie. Modyfikacje określone mianem „naturalne” doczekały się w minionych 30−40 latach licznych opracowań teoretycznych i wdrożeń. Stosunkowo dużo uwagi poświęcano wówczas obróbce termicznej betonu parą niskoprężną. Zagadnienie sprowadzało się do określenia cyklu obróbki termicznej betonu i intensywności nagrzewu, przy z góry określonych czasach obróbki i wytrzymałościach betonu, niezbędnych do rozformowania konstrukcji. Obecnie zauważa się wyraźną tendencję spadkową metody obróbki termicznej betonu i zastępowanie jej innymi działaniami. W minionych latach, a także obecnie, poszukuje się możliwości modyfikacji betonu poprzez usuwanie nadmiaru wody dozowanej do mieszanki z tytułu na przykład utrzymania żądanej urabialności. Dużą popularnością cieszy się metoda odwadniania próżniowego rozpowszechniona w Polsce.Poprawę stosunku W/C można także uzyskać albo poprzez sygnalizowane już dozowanie domieszek chemicznych, albo poprzez mechaniczne wymuszenie zbliżenia cząstek mieszanki w procesie formowania i wyprowadzenia poza układ części fazy płynnej (woda i powietrze). Istnieje szereg bezpośrednich zastosowań metody mechanicznej: produkcja żerdzi energetycznych metodą wirowania, technologia Pras−Bet (produkcja prefabrykatów wielkowymiarowych), itp. Zagęszczaniem „suchych mieszanek” zainteresowanych jest obecnie wielu wytwórców w związku z importem linii technologicznych do produkcji drobnych elementów budowlanych (kostka brukowa, pustaki wielootworowe, itp.).Odrębnym zagadnieniem są modyfikacje cech mieszanek układanych w ekstremalnych warunkach

klimatycznych.

Zakres pracy

Dokonany szkicowy przegląd sposobów zmian właściwości betonu wskazuje na bardzo szerokie i

zróżnicowane metody działań. W związku z tym nie jest możliwe przedstawienie w jednym opracowaniu

całokształtu zagadnienia współczesnej technologii betonu. Rzutuje to zatem na zakres prezentowanej czytelnikowi problematyki ograniczającej się do omówienia pewnych właściwości betonu zwykłego oraz pokazania na jego tle kierunków zmian cech fizycznych i mechanicznych betonu poprzez dozowa nieplastyfikatorów i superplastyfikatorów, dodatku pyłów krzemionkowych oraz włókien rozproszonych w matrycy cementowej. W opracowaniu autorzy starali się zebrać i uporządkować wiedzę dostępną w aktualnych publikacjach krajowych i zagranicznych. Starano się przedstawiać materiał w formie przeglądowej i popularyzującej najnowsze badania z technologii betonu, by zainspirować czytelników do dalszych działań w tej dziedzinie wiedzy.

Termo obróbka betonu- prefabrykacja

Studnie kanalizacyjne wykonywane są jako włazowe z prefabrykowanych elementów betonowych i żelbetowych z komorą roboczą w kształcie koła w przekroju poprzecznym o średnicach nominalnych: 800 mm, 1000 mm, 1200 mm, 1500 mm, 1800 mm, 2000 mm, 2500 mm.

Studnie kanalizacyjne produkowane są w oparciu o normy DIN: średnice 1000 mm, 1200 mm, 1500 mm - wg DIN 4034 część 1, elementy studzienek łączone są za pomocą uszczelek gumowych średnice 800 mm, 1000 mm, 1200 mm, 1500 mm, 1800 mm, 2000 mm, 2500 mm wg DIN 4034 część 2 prefabrykowanych elementach studzienek osadzone są stopnie złazowe żeliwne lub stalowe w otulinie poliamidowej. Stopnie złazowe montowane są fabrycznie w momencie formowania elementów.

stopnie żeliwne spełniają wymogi normy PN-64/h-74086, lub normy DIN 1211.Stopnie włazowe zamocowane są mijakowo w dwóch rzędach w odległości pionowej 250 +/- 5 mm oraz w odległości poziomej, w osi stopni 272 +/- 10 mm. Stopnie włazowe wykonane są z żeliwa szarego i zabezpieczonego lakierem asfaltowym.

stopnie w otulinie poliamidowej spełniają wymogi normy DIN 19555. Elementem nośnym stopnia jest rdzeń stalowy pokryty tworzywem sztucznym tworzącym czarną zewnętrzną powłokę. Osadzane stopnie tworzą drabinę umożliwiającą łatwe zejście i wyjście ze studni. Studzienki przystosowane są do łączenia rur i kształtek w zakresie średnic nominalnych od 0,15 m. do 1 m., wykonanych z tworzywa sztucznego, kamionki, betonu, żelbetu, żeliwa, polimerobetonu za pomocą króćców połączeniowych montowanych fabrycznie w trakcie formowania prefa Elementy składowe studzienek: Część dolna studzienki - jest podstawą studzienki, betonowym prefabrykatem stanowiącym monolityczne połączenie z płytą denna studzienki. W dnie studzienki wykonana jest kineta przeznaczona do przepływu ścieków lub wody i łączenia kanałów oraz spocznik stanowiący powierzchnię dna pomiędzy kinetą, a ścianą komory roboczej. Spadek spocznika wynosi 5% w kierunku kinety.

Kręgi studzienne są to betonowe elementy wibroprasowane z zamontowanymi fabrycznie stopniami złazowymi. Wysokości kręgów: 250 mm, 500 mm, 750 mm, 1000 mm.

Zwężki redukcyjne są to betonowe elementy wibroprasowane służące do przykrycia studzienek. Na zwężkach spoczywa właz żeliwny kanałowy.

Płyty pokrywowe są to żelbetowe elementy prefabrykowane służące do przykrycia studzienek. Płyta wyposażona jest w otwór 625 mm pod właz żeliwny kanałowy.

Pierścienie wyrównawcze są to betonowe elementy wibroprasowane służące do regulacji wysokości osadzenia włazu żeliwnego kanałowego.

Do zwieńczenia studzienki stosuje się włazy żeliwne kanałowe.

 

Wytyczne budowlano-konstrukcyjne

Studzienki kanalizacyjne wykonane są jako wyroby budowlane przeznaczone do budowy sieci kanalizacyjnych, w odpowiednio przygotowanym i odwodnionym wykopie. Mogą być zapuszczane w gruntach gliniastych o ciężarze < 22,5 kN/m3 do głębokości 10 m.

Przy głębokości powyżej 6 m konieczne jest przeprowadzenie
sprawdzających  obliczeń konstrukcyjnych. Posadowienie należy jednak zaprojektować indywidualnie w odniesieniu do panujących w miejscu wbudowania warunków wodno-gruntowych w oparciu o normy przedmiotowe. Podczas montażu studzienek na budowie należy
stosować odpowiedni do tego  przeznaczony sprzęt.

Do podnoszenia poszczególnych elementów używać chwytaków umożliwiających wypoziomowanie  i równomierne nakładanie prefabrykatów na siebie.Studzienki posadowione mogą być na rodzimym gruncie, podsypce żwirowej, podłożu betonowym lub specjalnie wykonanym fundamencie.

 Betonowe Zbiorniki Monolityczne

Zbiorniki wykonane są z betonu klasy B45 o nasiąkliwości <5%, mrozoodporności F150. Izolowane są od zewnątrz dwiema powłokami Abizolu. Zbiorniki z osadzonymi przejściami szczelnymi do podłączenia rur PVC

Zbiornik	Wysokość	Średnica wewnętrzna	Waga
7 m3	2610 mm	2500 mm	7150 kg
8 m3	2810 mm	2500 mm	7530 kg
9 m3	3010 mm	2500 mm	8000 kg
10 m3	3210 mm	2500 mm	8320 kg
11 m3	3410 mm	2500 mm	8700 kg
12 m3	3410 mm	2500 mm	8700 kg

Zbiornik betonowy zakończony zwężką dostępne pojemności: 7m3, 8m3, 9m3, 10m3, 11m3, 12m3.

Zbiornik betonowy zakończony płytą przejezdną dostępne pojemności:7m3, 8m3, 9m3, 10m3 11m3

Zbiornik	Wysokość	Średnica wewnętrzna	Waga
7 m3	2080 mm	2500 mm	8500 kg
8 m3	2280 mm	2500 mm	8870 kg
9 m3	2480 mm	2500 mm	9300 kg
10 m3	2680 mm	2500 mm	9700 kg
11 m3	2880 mm	2500 mm	10050 kg

.

Betonowe studzienki do wpustów ściekowych DN 500 Wpusty uliczne mają zastosowanie jako przyłącza w systemach kanalizacji deszczowej. Odpowiednią wysokość wpustu uzyskujemy dobierając elementy pośrednie produkowane w 4 wysokościach (1000, 750, 500, 350 mm). Głębokość osadnika (odległość między ślizgiem rury a dnem wpustu) powinna wynosić co najmniej 0,5 m.     Betonowe studzienki do wpustów ściekowych DN 450   Przydomowa biologiczna oczyszczalnia ścieków Środowisko naturalne, w którym żyjemy i jego zasoby, które wykorzystujemy w każdym niemal rodzaju działalności tylko częściowo są odnawialne. Nie każdy zdewastowany las odrośnie, nie każde  zatrute jezioro będzie w stanie się zregenerować. Wciąż przybywa miejsc, obszarów zniszczonych, zatrutych, zdegradowanych przez działalność człowieka. W naszym kraju lata zaniedbań, nie licząca się ze środowiskiem eksploatacja zasobów naturalnych spowodowały olbrzymią degradację środowiska. Ze względu na powyższe ważne jest podjęcie działań mających na celu walkę o zdrowe, czyste środowisko naturalne. Firma np. PAECH od lat związana z prefabrykacją elementów budowlanych służących ochronie środowiska teraz jeszcze bardziej włącza się w batalię o jego zachowanie. Obecnie wdraża kilka technologii mających duży wpływ na ochronę środowiska. W udany sposób została uruchomiona produkcja przydomowych biologicznych oczyszczalni ścieków. Przydomowa biologiczna oczyszczalnia ścieków jest najtańszym sposobem oczyszczania ścieków bytowych. Ogólnie jest to zespół urządzeń przepływowych, które umożliwiają  oczyszczanie ścieków bytowych przed odprowadzeniem ich do wód powierzchniowych lub do gruntu. Szczególnie polecane są przy obiektach nieobjętych siecią kanalizacyjną. Zasada działania oczyszczalni opiera się na procesach: 1) proces gnilny I sedymentacja ścieków 2) proces drobno pęcherzykowego napowietrzania zatopionego złoża biologicznego. Sterowanie tymi procesami odbywa się w sposób automatyczny. Użytkownik musi jedynie nadzorować prawidłowość działania urządzeń. Dla  zapewnienia ciągłości pracy oczyszczalni, należy raz do roku opróżnić osad z komory wstępnego oczyszczania. Produkowane biologiczne oczyszczalnie ścieków mogą obsługiwać jeden lub kilka domów jednorodzinnych  (od 2 do 12 lub więcej osób). Parametry ścieków oczyszczonych odpowiadają wartości wskaźników zanieczyszczeń określonych w Załączniku nr 1 Rozporządzenia Ministra  Ochrony Środowiska z dnia 29 listopada 2002 r w sprawie warunków jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego:BZT5 < 40 mg O2 / dm3, CHZT < 150 mg O2 / dm3 zawiesiny ogólne < 50 mg  / dm3 Urządzenia zamontowane w oczyszczalni to: Dmuchawa, pompa recyrkulacji ścieków, pompa osadu nadmiernego rozdzielnia zasilająco-sterująca Produkowane biologiczne oczyszczalnie ścieków są doskonałą alternatywą dla  gospodarstw domowych oddalonych od kolektorów sanitarnych. Oczyszczalnia składa się z:1)zbiornika betonowego  fi 2500 2) zwężki redukcyjnej 3) płyty pokrywowej fi 1200/600 4) osadzonych przejść szczelnych 5)pakietu złoża Wyposażenie oczyszczalni: 1) pompa recyrkulacji osadu nadmiernego 2) pompa recyrkulacji ścieków 3) dmuchawa 4) dyfuzory powietrza 5)rozdzielnia zasilająco-sterująca. Wpusty uliczne mają zastosowanie jako przyłącza w systemach kanalizacji deszczowej i wykonywane są zgodnie z normą DIN 4052. Doboru elementów należy dokonać w sposób zapewniający uzyskanie odpowiedniej wysokości wypustu oraz odpowiedniego co najmniej 0,5 m osadnika(przestrzeń między ślizgiem rury, a dnem wypustu). Wysokość wpustu regulowana jest krążkani pośrednimi, które produkowane są w trzech wysokościach: h=195 mm, 295 mm, 570 mm. W elemencie przyłączeniowym zamontowane jest fabrycznie przejście szczelne dla rury fi 200 PCV i fi 160 PCV.

literatura:

1. J.Jasiczak, P.Mikołajczak - Technologia betonu modyfikowanego domieszkami i dodatkami

Alma Mater.

2. Internet

3. Encyklopedia

4. Ulotki reklamowe dotyczące elementów prefabrykowanych.

---