zal nr 7, technologia betonu


Załącznik nr 7

mgr inż. Maria Kucnerowicz-Jakubowska

POPIÓŁ LOTNY W BETONIE W UJĘCIU NOWYCH NORM;

„PN-EN-206-1 BETON - CZĘŚĆ 1: WYMAGANIA, WŁAŚCIWOŚCI, PRODUKCJA I ZGODNOŚĆ„ ORAZ „PN-B-06265-KRAJOWE UZUPEŁNIENIA PN-EN-206-1 BETON -CZĘŚĆ 1: WYMAGANIA, WŁAŚCIWOŚCI, PRODUKCJA I ZGODNOŚĆ”

1. Wstęp

Norma europejska dotycząca betonu PN-EN-206 [2] już niedługo stanie się w Polsce normą obowiązującą. Różnice pomiędzy dotychczasową krajową normą na beton [1] a nową normą europejską przedstawia szereg publikacji, np.[6]. Zakres obowiązywania nowej normy ustanawiały będą przepisy państwowe i resortowe, dokumentacja projektowa oraz specyfikacje techniczne wykonania i odbioru robót budowlanych. Teoretycznie możliwe będzie powoływanie się nadal na normę [1] PN-B-06250, trudno jest jednak w tej chwili jednoznacznie określić, czy projektant konstrukcji będzie mógł ją przywołać w praktyce, oraz w jakich sytuacjach będzie to uzasadnione. Wprowadzenie w normie projektowej [3] pojęć klas ekspozycji automatycznie uczyni wygodniejszym powoływanie się na normę PN-EN-206.

Europejska norma betonowa, przygotowana w znacznym stopniu w oparciu o doświadczenia niemieckie, jest w obecnym kształcie wynikiem kompromisowych uzgodnień pomiędzy członkami Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego, CEN. Jego członkowie są zobowiązani do nadania tej normie statusu normy krajowej i wprowadzenia jej bez żadnych zmian. Europejski Komitet Normalizacyjny dopuścił jednocześnie wprowadzanie uzupełniających norm krajowych, uwzględniających lokalne uwarunkowania klimatyczne oraz sprawdzone regionalne praktyki budowlane.

Bardzo potrzebną inicjatywę wprowadzenia dodatkowych postanowień do normy europejskiej EN-PN-206 podjęło Stowarzyszenie Producentów Betonu Towarowego w Polsce przy udziale Stowarzyszenia Producentów Cementu. Norma PN-B-06265: Krajowe uzupełnienie PN-EN-206-1 Beton - Część1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność, jak wynika z zamieszczonej przedmowy [4] została opracowana przez Komitet Techniczny nr 274 do spraw Betonu i zatwierdzona przez Prezesa PKN. Informację
o przekazaniu normy do powszechnej ankiety, przy odpowiednim staraniu można było uzyskać na stronach internetowych PKN http://www.pkn.pl/AP/index.htm, niestety sama norma tą drogą nie była dostępna. Termin powszechnej ankiety minął 15 stycznia i przypuszczalnie przez wiele zainteresowanych środowisk nie został
w ogóle odnotowany. Uwzględniając wagę zagadnienia, Stowarzyszenie Polska Unia Ubocznych Produktów Spalania oraz firmy, którym udało się uzyskać na czas informację wnioskowały o wydłużenie okresu ankietowania tak by udało się zebrać wszystkie istotne uwagi.

Do Komitetu Technicznego PKN nr 274 pod przewodnictwem doc. dr Edwarda Kona napłynęło wiele listów odwoławczych. Odwołania te przekazane zostały do Stowarzyszenia Producentów Betonu Towarowego,
a zespół techniczny SPBT został poproszony o ustosunkowanie się do odwołań. Ostatecznie przewodniczący Komitetu Technicznego PKN zaproponuje termin spotkania członków komisji PKN, członków SPBT oraz wszystkich stron zainteresowanych, w tym przedstawicieli PU UPS, które nadesłały odwołania. Spotkanie, którego terminem prawdopodobnym jest kwiecień 2004, będzie miało na celu wypracowanie stanowiska akceptowalnego przez zainteresowane strony.

2. Popiół lotny z węgla kamiennego zgodny z [8], jako dodatek typu II do betonu.

Celem stosowania dodatków w betonie jest uzyskanie poprawy pewnych jego właściwości lub uzyskanie nowych, specjalnych właściwości. Norma europejska rozróżnia dodatki obojętne (typ I) oraz dodatki
o właściwościach pucolanowych lub utajonych właściwościach hydraulicznych (typ II). Dodatki pucolanowe same w sobie nie posiadają żadnych własności wiążących, ale w obecności wodorotlenku wapniowego,
w środowisku wodnym, wchodzą z Ca(OH)2 w reakcje, tworząc trwałe połączenia typu CSH i CSAH eliminując w ten sposób z produktów hydratacji podatny na działania korozyjne wodorotlenek wapnia.

Pozwala to na znaczne podwyższenie odporności betonu na korozję sprzyjając w ten sposób długowieczności zaczynów, zapraw i betonów. Dodatki pucolanowe modyfikują również niektóre inne własności cementów
i betonów, między innymi wpływają na obniżenie ciepła ich hydratacji [11]. Popiół lotny stanowi właśnie taki dodatek, który odpowiednio zastosowany wpływa korzystnie na wiele cech tak świeżej mieszanki betonowej (poprawa urabialności, obniżanie ciepła hydratacji) jak i stwardniałego betonu (poprawa szczelności
i odporności na agresję siarczanową[15], zmniejszenie skurczu [17], zmniejszenie niebezpieczeństwa korozji wywołanej obecnością kruszywa reaktywnego[14] przy jednoczesnej możliwości zmniejszenia ilości cementu potrzebnej z uwagi na oczekiwaną wytrzymałość betonu. Popioły lotne z ograniczoną zawartością nie spalonego węgla, wymóg [8], przy umiejętnym stosowaniu poprawiając inne właściwości nie powodują, jak to do niedawna twierdzono, zmniejszonej odporności na mróz i działanie czynników odladzających [12, 13]. Umiejętne wykorzystywanie wszystkich właściwości popiołów lotnych prowadzi do uzyskania betonu o lepszych, dokładniej dostosowanych do potrzeb odbiorcy właściwościach, przy obniżonej cenie w stosunku do betonu na samym cemencie. Wieloletnie praktyczne doświadczenia, w szczególności brytyjskie i niemieckie, dotyczące wykorzystania popiołów lotnych do betonu, regulowane początkowo poprzez różne wytyczne krajowe, doprowadziły do powstania obowiązującej także od 4 lat w Polsce, europejskiej normy na popiół do betonu [5]. Norma ta dokładnie określa wymagania (przedstawione w tablicy nr 1) jakie powinien spełniać popiół lotny by mógł być zastosowany do betonu.

Upowszechnianiem i porządkowaniem zagadnień stosowania popiołów lotnych do betonu w Polsce zajmował się Instytut Techniki Budowlanej tworząc instrukcje ITB nr 206/1977 a następnie nr 328/1994 [10]. Autorka niniejszej publikacji wielokrotnie w swojej praktyce zawodowej korzystała z instrukcji ITB i bogatej literatury niemieckiej dotyczącej technologii betonu z zastosowaniem popiołów lotnych, zebranej ostatnio
w pracy [14]. Uwagi dotyczące norm [2] i [4] oraz wyprowadzone wnioski sformułowano w oparciu
o wieloletnie własne doświadczenia praktyczne związane z projektowaniem mieszanek betonowych [9]
z wykorzystaniem wysokojakościowych popiołów lotnych zgodnych z [8] poparte przytaczana wyżej literaturą.

Tablica 1. Wymagania dla popiołu do betonu wg PN-EN -450[8]

0x01 graphic

Popioły lotne z węgla kamiennego zgodnie z normą EN-206 stanowią podobnie jak pył krzemionkowy zwany popularnie mikrokrzemionką, dodatek do betonu typu II. Uwzględniając szczególną rolę dodatków typu II w betonie, norma europejska [2] wprowadza pojęcie wartości k.

Tablica 2. Dopuszczalna wartość k dla popiołu lotnego zgodnego z EN-450

0x01 graphic

1) - oznaczenie A i B określa zawartość dodatku w cemencie (A-6-20%), (B-21-35%)

2) - oznaczenia D,S,T,V,LL- oznaczają rodzaj dodatku w cemencie (D- pył krzemionkowy S- żużel wielkopiecowy, T- łupek, V- popiół lotny, LL- kamień wapienny)

Pojęcie to umożliwia uwzględnienie dodatków typu II (popiół lotny i mikrokrzemionka) przy ustalaniu współczynnika w/c zastępując go współczynnikiem w/(cement+k* popiół) .Istota problemu tkwi w dopuszczonej normą i wyrażonej liczbowo wartości tego współczynnika oraz w dopuszczonych normą gatunkach cementu, dla których daną wartość można zastosować. Zestawienie dopuszczalnych wartości k, zależnie od gatunku i rodzaju cementu w normie EN-206 [1] i krajowych uzupełnieniach do tej normy (polskim i niemieckim) przedstawia tablica nr 2

3. Pojęcie ekwiwalentnej użyteczności betonu i analiza porównawcza przyjętych

wartości normowych.

Norma PN-EN-206 i jej krajowe uzupełnienie PN-B-06265 nie zawierają uściślenia wymagań odnośnie cech fizycznych i mechanicznych betonu (poza wytrzymałością), których spełnienie zagwarantuje trwałość konstrukcji w danej klasie ekspozycji. Dotychczas, zgodnie z normą PN-B-06250, podwyższone wymagania dla betonu zastosowanego w konstrukcji wyrażał projektant poprzez określenie wartościowe, poza wymaganą klasą betonu, takich cech jak; nasiąkliwość, mrozoodporność, odporność na ścieranie, odporność na agresję chemiczną (są przecież różne typy agresji). Brak technicznej precyzji, czyni praktycznie niezbyt sensownym wykorzystanie zapisu normy EN-206-1 p.5.2.5.3 dotyczącego tzw. ekwiwalentnej użyteczności betonu, gdyż faktycznie jedynym punktem odniesienia jest minimalna zawartość cementu (lub jego ekwiwalent) i maksymalna wartość w/c przyjęta w polskiej wersji EN-206 i jej uzupełnieniu. Dla zilustrowania istoty zagadnienia w tablicy nr 3 porównano wymagania stawiane przez normę europejską [2] i jej uzupełnienia krajowe, ankietowaną polską [4] i obowiązującą już od 2 lat niemiecką [5], dla najczęściej występujących w budownictwie ogólnym klas ekspozycji.

Tablica 3. Zestawienie wymagań dla klas ekspozycji X0, XC i XA

0x01 graphic

Wstępna analiza wartości zestawionych w tablicy nr 3 pokazuje, że wymagane minimalne ilości cementu przyjęte w polskim krajowym uzupełnieniu [4] są dla podstawowych klas ekspozycji wyższe średnio o 20 kg cementu niż w uzupełnieniu niemieckim. Podobnie jest z wartością wskaźnika w/c niższego o 0,1 dla betonów klas ekspozycji XC i XA. Betony o takich wymaganiach to około 75% całej produkcji betonu. Bardzo trudno jest uzasadnić tak wielkie różnice, gdy weźmie się pod uwagę identyczne wymagania jakościowe dla kruszyw, cementów i popiołów lotnych (te same normy europejskie), praktycznie identyczne źródła pochodzenia materiałów (te same koncerny cementowe) i w zasadzie identyczne warunki klimatyczne pracy konstrukcji betonowych.

Tablicy nr 4 zawiera zestawienie typowych receptur mieszanek betonowych z zastosowaniem popiołów dla najpopularniejszych klas betonu. Recepty takie są dotychczas stosowane przez wytwórnie, a wyprodukowany na ich podstawie beton spełnia wymagania wytrzymałościowe, co potwierdza wielomiesięczna praktyka - niezależnie czy zastosowany jest cement CEM I 32,5R czy bardzo powszechny na rynku cement CEM II /B S 32,5R (żużlowy). Receptury porównano pod kątem spełniania kryteriów norm [2, 4 i 5] dla podstawowych klas ekspozycji. Przy obliczaniu wskaźnika w/c uwzględniono wartość k odpowiednio do możliwości wyrażonej w porównywanej normie. Wyliczono także koszt składników betonu dla każdej receptury przyjmując orientacyjne wartości cen jednostkowych.

Tablica 4. Porównanie typowych składów mieszanek betonu towarowego

0x01 graphic

4. Najważniejsze skutki pozostawienia przyjętych przez normę [4] wartości w/c,

k i minimalnej zawartości cementu.

Analiza wartości przedstawionych w tablicach 3 i 4 pozwala łatwo zauważyć, że stosowanie się do wymagań norm [2] i normy [4] w obecnej, przedstawionej do ankiety formie spowoduje:

Rozwój nauki i techniki opiera się w świecie przede wszystkim na korzystaniu z cudzych doświadczeń, pogłębianiu ich i rozszerzaniu. Tutaj, w przypadku tak ważnej gospodarczo normy, wykonano krok wstecz. Jakie przesłanki spowodowały, że uznano iż w Polsce powinniśmy produkować i sprzedawać beton drożej, niż
u naszych sąsiadów ? Szczególnie, że w opisanej sytuacji „drożej” znaczy tylko „drożej”, a nie lepiej.

5. Proponowane zmiany lub uzupełnienia do normy krajowej.

Przekazane powyżej uwagi prowadzą do pierwszych wniosków o koniecznych zmianach i uzupełnieniach
w ankietowanej normie.

5.1. W punkcie 5.3. Skład betonu - należy dopuścić stosowanie wartości współczynnika k=0,4 dla co najmniej, niżej wymienionych cementów zgodnych z PN-EN-197-1:

5.2. W punkcie 5.5.Wartości graniczne dotyczące składu betonu. Poprzez wprowadzenie odpowiednich poprawek do tabeli F .Należy dopuścić następujące maksymalne wskaźniki w/c:

Należy jednocześnie ponownie szczegółowo przeanalizować wymagania dla pozostałych klas ekspozycji.

6. Podsumowanie

Należy się cieszyć, że stosowanie popiołów lotnych z energetyki znajduje uregulowania w nowych normach technicznych. Możliwe, że opisana sytuacja jest wynikiem ostrożności i braku czasu na dokonanie odpowiednich analiz. Przedłużenie praktyczne okresu dyskusji nad krajowym uzupełnieniem, pozwoli wszystkim zainteresowanym stronom na przekazanie swoich wniosków, uwag i propozycji do Komitetu Technicznego nr 274 lub STPB. Umożliwi to także uzupełnienie normy krajowej o inne, nie omawiane jeszcze zagadnienia, jak chociażby;

Wypada mieć nadzieję, że niniejsza publikacja przyczyni się do zebrania większej ilości wniosków opinii
w powszechnej ankiecie krajowego uzupełnienia normy betonowej, a ostateczny kształt tej normy będzie wyrazem polskich i europejskich doświadczeń umiejętnie wykorzystanych przez polskich inżynierów
w szczególnie trudnej sytuacji naszego budownictwa.

Literatura:

[1] PN-88/B-06250 Beton Zwykły

[2] PN-EN-206-1: 2003 Beton. Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.

[3] PN-B-03264: 2002 Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone - Obliczenia statyczne i projektowanie.

[4] PN-B-06265: Projekt do ankiety. Krajowe uzupełnienia PN-EN-206-1 Beton - Część1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.

[5] DIN-1045-2 Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton. Teil 2: Beton- Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität. Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1.

[6] MIERZWA J., KON E.: Nowa norma PN-EN 206-1:2003 dotycząca betonu. „Inżynieria i Budownictwo”, nr 8/2003.

[7] Beton w praktyce. 1. Komentarze do normy PN-EN-206-1: Beton- Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność. Wydawca: Polski Cement Sp. z o.o. Kraków 2003.

[8] PN-EN-450: 1998 Popiół lotny do betonu. Definicje, metody badań, wymagania i kontrola jakości.

[9] KUCNEROWICZ -JAKUBOWSKA M.: Zagadnienia technologii betonu przy budowie pochylni Wulkan Nowy Stoczni Szczecińskiej. „Inżynieria i Budownictwo”, nr 5/2001.

[10] KON E.: Stosowanie popiołów lotnych do betonów kruszynowych, Instrukcja ITB nr 328, Warszawa 1994.

[11] CZKWIANIANC A., PAWICA J., MACKOWIAK Z., SAFERNA M.: Betonowanie masywnego fundamentu o objętości 7400m3., Konferencja Dni Betonu, Szczyrk, 8-10 października 2002, Materiały s. 607-618

[12] BASTIAN S., DOBROWOLSKI S.: Wpływ domieszek i dodatków na mrozoodporność betonu, „Cement, Wapno, Beton”, nr 5/2000.

[13] RUSIN Z. Technologia betonów mrozoodpornych. Wydawnictwo Polski Cement Sp z o.o., Kraków 2002

[14] LUTZE D., VOM BERG W.: Handbuch Flugasche im Beton. Grundlagen der Herstellung und Verwendung, Düsseldorf Verlag Bau+Technik, 2004

[15] BENSTED J.: Stosowanie dodatku popiołu lotnego dla zwiększenia odporności na taumazytowy rodzaj agresji siarczanowej. „Cement, Wapno, Beton” nr 1/2000

[16] KOŁACZ Z.: Zależność wytrzymałości R7 /R28 w produkcji betonu towarowego, Budownictwo. Technologie. Architektura., Kwiecień-czerwiec 2003

[17] WOYCIECHOWSKI P. Skurcz w pierwszej dobie dojrzewania modyfikowanych tworzyw cementowych. Inżynieria i Budownictwo 7/2000

Streszczenie

Rola dodatku popiołu lotnego z energetyki, jako częściowego zamiennika cementu oraz składnika betonu pozwalającego wpływać pozytywnie na wiele cech świeżej mieszanki i stwardniałego tworzywa jest powszechnie znana. Wiele polskich elektrowni w ciągu ostatnich kilkunastu lat dopracowało się metod wytwarzania swojego produktu ubocznego - odpadu, w taki sposób, by spełniał on wymagania normy PN-EN-450 Popiół do betonu. Pozwala im to obniżyć koszty składowania odpadów, natomiast wytwórnie betonowe mogą kupić cenny składnik betonu o gwarantowanej jakości, w cenie kilkakrotnie niższej od ceny cementu. Takie uwarunkowania sprawiły, że powszechne stosowanie popiołów lotnych przez wytwórnie betonu towarowego stało się w Polsce faktem. Rozwiązania zaproponowane w normie „PN-B-06265: Krajowe uzupełnienia PN-EN-206-1 Beton - Część1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność” zdają się tego faktu nie dostrzegać. Niniejsza publikacja jest próbą pokazania skutków przyjętych rozwiązań oraz przedstawia propozycje do zmienionej wersji normy.

FLY ASH IN CONCRETE ACCORDING TO THE NEW STANDARDS; PN-EN-206-1 CONCRETE - PART 1: REQUIREMENTS, PROPERTIES, PRODUCTION AND CONFORMITY AND PN-B-06265 -NATIONAL SUPLEMENT PN-EN-206-1 CONCRETE - PART 1: REQUIREMENTS, PROPERTIES, PRODUCTION AND CONFORMITY.

Summary

The role of fly ash addition to concrete, as a partial substitute of cement and as a component positively influencing the properties of fresh and hardened concrete, is commonly known. During several last years many polish power plants have acquired their own methods of obtaining fly ash in the way to satisfy the requirements of the standard PN-EN-450 Fly ash for concrete. In this way they lower the cost of the wastes storage. Moreover, the concrete producers can buy a valuable component for concrete, of guaranteed quality and in the price several times cheaper than cement. Such conditions caused that the common usage of fly ash by concrete producers in Poland became a fact. The solutions, proposed by the standard PN-B-06265: National supplement PN-EN-206-1 Concrete - Part 1: Requirements, properties, production and conformity seem not to notice the above fact. This article is an attempt of description of the results caused by the above standard and it gives some propositions of changes.

mgr inż. Stowarzyszenie Polska Unia Ubocznych Produktów Spalania

1

107



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Projekt budowlano wykonawczy czesc technologiczna (zal nr 9)
AOS zał nr 2 cz 2 endoskopowe 28 08
SPRAWOZDANIE Z CWICZENIA NR 4, Technologia zywnosci, semestr III, chemia zywnosci
Kolokwium nr 2 (2), Technologia chemiczna, Chemia fizyczna, 3 semestr, fizyczna paczi
4a, NAUKA, Politechnika Bialostocka - budownictwo, Semestr III od Karola, Technologia Betonu, betony
cw7, NAUKA, Politechnika Bialostocka - budownictwo, Semestr III od Karola, Technologia Betonu, beton
zał nr 8 oświadczenie o wysokości składek na ubezpieczenie zdrowotne
zał nr oświadczenie o zgłoszeniu do ubezpieczeń społecznych
046 normy zharmoniz zał nr 1
ef 271 4 2012 zal nr 2 id 15072 Nieznany
Leczenie przewleklego WZW typu B lub C zal nr 24 do zarz nr 8 2010
Kruszywo budowlane, technologia betonu
zal[1]. nr 7 Karta poziomu funkcjonowania ucznia, Pedagogika niepełnosprawnych intelektualnie
spoiwa, technologia betonu
moja siciaga2, UCZELNIA, SEMESTR 4, TECHNOLOGIA BETONU
Sprawozdanie nr 2, TECHNOLOGIA WODY
kolokwium technol betonu, Budownictwo Politechnika Rzeszowska, Rok II, Technologia Betonu
zał nr oświadczenie o niekorzystaniu z?lodobowej opieki zdrowotnej

więcej podobnych podstron