plik


mosty mosty PrzykBady zastosowaD betonw niekonwencjonalnych w polskim mostownictwie mniejszenie trwaBo[ci istniejcych konstrukcji z beto- oraz znaczne zmniejszenie uci|liwo[ci procesu betonowa- nw zwykBych w warunkach coraz bardziej ska|one- nia dla [rodowiska (obni|enie haBasu, drgaD, kurzu itp.)  to Zgo [rodowiska naturalnego wpBynBo na zintensyfi- tylko niektre z tych zalet. Beton antykorozyjny to materiaB, kowanie prac badawczych w dziedzinie technologii betonu ktrego korzystne parametry ujawniaj si gBwnie na etapie i poszukiwanie nowej generacji betonw o znacznie wy|szej eksploatacji mostu. Dziki zastosowanym skBadnikom be- jako[ci. TrwaBo[, uznawana za jedn z najwa|niejszych zalet ton ten w sposb niezwykle skuteczny chroni umieszczone i wBa[ciwo[ci betonw, staBa si dominujc cech betonw w nim zbrojenie, zwikszajc znacznie trwaBo[ mostw be- nowej generacji rwnie| w aspekcie tak popularnych obec- tonowych, zwBaszcza poBo|onych w agresywnym [rodowi- nie poj, jak: zrwnowa|ony rozwj, ekologia czy recykling. sku. W niniejszym referacie zostaBy przedstawione realiza- DoprowadziBo to do coraz powszechniejszego stosowania cje mostowe, w ktrych dziki inicjatywie autora udaBo si na [wiecie r|nego rodzaju betonw niekonwencjonalnych, wdro|y (w niektrych po raz pierwszy w kraju) ww. betony w tym gBwnie betonw o wysokiej wytrzymaBo[ci, charak- niekonwencjonalne, uzyskujc w ka|dym przypadku zakBa- teryzujcych si niskim wspBczynnikiem wodno-cemento- dane korzy[ci. wym, w Polsce oglnie nazywanych betonami wysokowar- to[ciowymi [1-4]. Beton lekki Do nowoczesnych i niekonwencjonalnych, przynajmniej Betony lekkie (LWAC  Light Weight Aggregate Concre- w warunkach polskich, mo|na zaliczy tak|e betony przed- te) to betony o gsto[ci objto[ciowej w stanie suchym nie stawione w niniejszym referacie: beton lekki, beton samo- wikszej ni| 2000 kg/m3. W konstrukcjach budowlanych s zagszczalny i beton antykorozyjny. Ka|dy z nich zostaB stosowane w celu istotnego zmniejszenia ci|aru wBasne- zastosowany w realizacji obiektw mostowych ze wzgl- go elementu i/lub zmniejszenia jego wymiarw. Kruszywa du na swoje szczeglne cechy, pozwalajce na osignicie lekkie pozwalaj na uzyskanie betonw o wytrzymaBo[ci twrcom obiektw [ci[le okre[lonych korzy[ci. W przypad- przekraczajcej 60 MPa, przy jednoczesnej redukcji ci|aru ku betonu lekkiego gBwn korzy[ osiga si ju| na eta- wBasnego konstrukcji o 25-30% w stosunku do betonu zwy- pie projektowania. Obni|ajc o ponad 25% ci|ar wBasny kBego. Oznacza to mo|liwo[ znacznego obni|enia kosz- betonu, mo|na uzyska zmniejszenie wymiarw konstruk- tw szalunkw i rusztowaD oraz fundamentw i zbrojenia, cyjnych, obci|eD na fundamenty, a w przypadku obiektw a tak|e zredukowania rozmiarw elementw konstrukcyj- modernizowanych podnie[ ich klas no[no[ci. Zalety beto- nych, co zmniejsza caBkowit objto[ betonu i zwiksza nu samozagszczalnego szczeglnie widoczne s na etapie swobod projektowania. Stosowanie lekkich kruszyw sztucz- wykonawstwa obiektu. Skrcenie czasu ukBadania betonu, nych do betonw wynika nie tylko z potrzeby uzyskiwa- zapewnienie wBa[ciwego zagszczenia (a przez to trwaBo[ci) nia l|ejszych konstrukcji, lecz tak|e ograniczonego zapasu 40 GEOIN{YNIERIA drogi mosty tunele 04/2005 (07) mosty mosty kruszyw skalnych i gospodarczej potrzeby utylizacji odpa- otrzymuje si przez spcznienie Batwo topliwych iBw w pro- dw przemysBowych. Jest to szczeglnie wa|ne w aspekcie cesie wypalania w piecach obrotowych, oraz glinoporyt, po- prowadzenia polityki zrwnowa|onego rozwoju, zalecanej wstajcy przez spiekanie surowcw ilastych i przekruszenie przez Uni Europejsk. spieku. W drugiej grupie najwiksze zastosowanie do pro- Charakterystyczn cech wspln wszystkich kruszyw lek- dukcji betonw ma popioBoporyt, czyli kruszywo powstaBe kich jest ich porowata struktura i z reguBy wytrzymaBo[ mniej- przez spiekanie popioBw lotnych z elektrociepBowni, prze- sza od wytrzymaBo[ci stwardniaBego zaczynu cementowego. kruszenie spieku, a nastpnie granulowanie i utwardzanie W nastpstwie tego betony wykonane z tych kruszyw r|- popioBw. Do tej grupy nale| tak|e stosowane do betonw ni si od betonw zwykBych oprcz gsto[ci objto[ciowej Bupkoporyt, produkowany przez spiekanie Bupkw przyw- rwnie| innymi wBa[ciwo[ciami oraz technologi wykonania. glowych i przekruszenie spieku, oraz pumeks hutniczy, wy- Do betonw lekkich stosuje si kruszywa lekkie pochodzenia twarzany przez dziaBanie okre[lonej ilo[ci wody na pBynny mineralnego. Kruszywa mineralne w zale|no[ci od materiaBu, |u|el, powstajcy przy wytopie surwki w wielkich piecach z ktrego s wykonane, dziel si na [5]: i przekruszenie spienionego materiaBu. Trzeci grup stano- " kruszywa skalne  uzyskiwane ze skaB naturalnych, pokru- wi gBwnie |u|le hutnicze i popioBy lotne, niepoddawane szonych naturalnie lub Bamanych mechanicznie, |adnej obrbce. " kruszywa sztuczne  wytworzone z surowcw mineralnych W Polsce w ostatnich latach do lekkich betonw kon- i odpadw przemysBowych w wyniku obrbki termicznej strukcyjnych stosuje si gBwnie kruszywo popioBoporytowe lub uzyskane z surowcw pochodzenia organicznego. typu lytag, ktre powstaBo w 1960 roku w Wielkiej Brytanii. Do najcz[ciej stosowanych Bamanych kruszyw lekkich po- W Polsce rozpoczto produkcj tego kruszywa w 1994 roku chodzenia naturalnego nale|: wglanoporyt, otrzymywany pod handlow nazw pollytag. Kruszywo produkowane jest przez rozdrobnienie porowatych skaB wglanowych orga- z popioBu lotnego o uziarnieniu do 0,5 mm, otrzymywane- nogenicznych (w Polsce m.in. zBo|a Karsy koBo PiDczowa), go z ElektrociepBowni Wybrze|e w GdaDsku wg technologii oraz pumeksoporyt, otrzymywany przez rozdrobnienie skaB holenderskiej firmy Vasim. W zale|no[ci od jako[ci popioBu pumeksowych, tj. zastygBej lawy wulkanicznej. proces technologiczny wymaga dodania maBych ilo[ci miaBu R|ne metody produkcji sztucznego kruszywa lekkiego po- wglowego i bentonitu. PopiB ze zbiornikw oraz bentonit legaj gBwnie na spcznianiu lub spiekaniu surowca, z kt- i ewentualnie miaB wglowy s podawane do mieszarek, rego jest ono produkowane. Lekkie kruszywa sztuczne dziel gdzie zostaj wymieszane z wod i nastpnie przekazane do si na trzy podstawowe grupy [5]: granulatorw. Zgranulowana mieszanina jest przekazywana " kruszywa z surowcw mineralnych, poddawanych obrb- na ruchomy ruszt spiekalniczy. Piec zapBonowy umieszczony ce termicznej, na pocztku rusztu powoduje zapalenie si warstwy granula- " kruszywa z odpadw przemysBowych, poddawanych ob- tu. Temperatura spiekania jest regulowana w granicach 1000- rbce termicznej, -1300oC. W koDcowej cz[ci rusztu nastpuje schBodzenie " kruszywa z odpadw przemysBowych, niepoddawane do- granulatu powietrzem. Granulat, po rozkruszeniu na Bamaczu datkowej obrbce termicznej. spiekw, jest przekazywany na sita sortownikw, a std do Do pierwszej grupy kruszyw sztucznych nale|y m.in. zna- zbiornikw kruszywa z podziaBem na frakcje. Podstawowe ny z zastosowaD w mostownictwie keramzyt (gliniec), ktry wBa[ciwo[ci kruszywa pollytag podano w [6-7]. Rok Lokalizacja obiektu Element Klasa Objto[ Lp. realizacji (typ inwestycji) z betonu lekkiego betonu betonu [m3] 1 1998 Wiadukt Zlski w Rzeszowie Kapy chodnikowe LB-30 251,3 (wzmocnienie i modernizacja) 2 1998 Most przez Stary BreD PByta wzmacniajca pomost LB-30 19,5 w Sadkowej Grze (wzmocnienie i modernizacja) 3 2000 Wiadukt nad torami w Lutory|u Kapy chodnikowe LB-30 24,93 (wzmocnienie i modernizacja) 4 2001 Most Narutowicza w Rzeszowie Prefabrykowane pByty pomostu LB-40 72,83 (wzmocnienie i modernizacja) 5 2002 Wiadukt nad torami w Kro[nie Kapy chodnikowe LB-30 36,43 (wzmocnienie i modernizacja) 6 2003 Most Zamkowy w Rzeszowie Kapy chodnikowe LB-40 410 (budowa) 7 2003 Most PiBsudskiego w Rzeszowie Kapy chodnikowe LB-40 73,8 (wzmocnienie i modernizacja) 8 2004 Wiadukt Tarnobrzeski w Rzeszowie Kapy chodnikowe LB-30 67,21 (wzmocnienie i modernizacja) 9 2005 Most Karpacki w Rzeszowie Kapy chodnikowe LB-30 147,5 (wzmocnienie i modernizacja) Tab. 1. Zestawienie obiektw mostowych Podkarpacia, w ktrych wykorzystano beton lekki GEOIN{YNIERIA drogi mosty tunele 04/2005 (07) 41 mosty mosty W Europie betony lekkie z kruszywem popioBoporytowym typu lytag s szeroko wykorzystywane zarwno w budowie, jak i modernizacji mostw. Najbardziej znane zastosowania to budowa mostu spr|onego Koningspleijburg na dolnym Renie w Holandii o dBugo[ci 760 m [8] oraz wzmocnienie i poszerzenie starego (1828) sklepionego mostu Kingston przez Tamiz w Londynie [9]. W Polsce pierwsze mostowe zastosowania betonw lekkich z kruszywem pollytag mia- By miejsce na Podkarpaciu z inicjatywy autora niniejszego referatu (tab. 1). Elementami, ktre najcz[ciej byBy projektowane i wyko- nywane z betonu lekkiego, s kapy chodnikowe  niekon- strukcyjne elementy wyposa|enia, ktre jednak, zwBaszcza przy dBugich i szerokich obiektach, stanowi znaczn cz[ naBo|onego ci|aru wBasnego. Ma to szczeglne znaczenie w przypadku obiektw modernizowanych lub wzmacnia- Rys. 1. Typowe rozwizanie kapy chodnikowej z betonu lekkiego nych, gdy zakres wymaganego wzmocnienia zale|y od mo|- liwo[ci zminimalizowania ci|aru wBasnego przsBa. W wik- Receptury mieszanek stosowanych do betonw lekkich szo[ci obiektw zestawionych w tab. 1 zastosowanie betonu klasy LB-30 i LB-40 zostaBy opracowane przez Centrum lekkiego pozwoliBo na podniesienie ich no[no[ci o 1 klas Technologiczne Budownictwa przy Politechnice Rzeszow- i/lub uzyskanie klasy wymaganej przez inwestora. Typowe skiej. PrzykBadowy skBad mieszanki dla 1 m3 betonu LB-40 rozwizanie kapy chodnikowej z betonu lekkiego pokazano podano w tab. 2. Stosunek W/C wynosiB 0,54, natomiast na rys. 1. konsystencja mieszanki byBa pBciekBa  K4. Receptur opra- Kolejnym elementem wykonywanym z betonu lekkiego, tym cowano dla wilgotno[ci piasku 4,5% oraz wilgotno[ci kru- razem konstrukcyjnym, jest pByta pomostu lub jej wzmocnie- szywa pollytag 3,5%. nie. Jednym z pierwszych takich zastosowaD byBa moderniza- Zrednie parametry betonu lekkiego, wykonanego z kruszy- cja i wzmocnienie mostu przez Stary BreD w Sadkowej Grze wa pollytag [10]: (rys. 2). Pogrubienie istniejcej pByty wykonano za pomoc " gsto[ objto[ciowa:  = 1600-1900 kg/m3, nowej pByty wzmacniajcej o grubo[ci 10-17 cm, wykonanej " klasa betonu: od LB-15 do LB-40, z betonu lekkiego. PByty zespolone byBy za pomoc kotew sta- " wspBczynnik spr|ysto[ci: Eb = 15-20 GPa, lowych, spawanych do istniejcego zbrojenia. Zastosowanie " wspBczynnik przewodno[ci cieplnej:  = 0,5-0,7 W/mK, betonu lekkiego pozwoliBo na uzyskanie wymaganej no[no[ci " skurcz: k = 0.035%, mostu, co przy wykorzystaniu betonu zwykBego wizaBoby si " nasikliwo[: 5-10%, z dodatkowym wzmocnieniem belek. " mrozoodporno[: F300 w wodzie i [ciekach komunal- Oprcz ww. realizacji na rynku krajowym beton lekki nych, z kruszywem pollytag zastosowano ostatnio tak|e na mo[cie " wodoszczelno[: do W12. nad KanaBem Praskim w Warszawie, na mostach na Odrze Zalety stosowania betonu lekkiego typu lytag w budowie Wschodniej i Zachodniej w Szczecinie (wspBpracujca pByta mostw s widoczne tam, gdzie ci|ar wBasny jest dominuj- pomostu i kapy chodnikowe) oraz przy remoncie wiaduktu cym skBadnikiem obci|enia caBkowitego. Jak podaj zrdBa w Skpie (wzmocnienie pByty pomostu i kapy chodnikowe). brytyjskie [8], dla pomostw mostowych znaczne obni|enie Rys. 2. Wzmocnienie pomostu za pomoc pByty z betonu lekkiego 42 GEOIN{YNIERIA drogi mosty tunele 04/2005 (07) mosty mosty kosztw rozpoczyna si ju| od rozpito[ci 15-20 m. Przy downictwie mostowym gdzie nie bez znaczenia jest obni|e- rozpito[ci 30 m udziaB ci|aru wBasnego ro[nie do 60%, nie ci|aru konstrukcji nawet o 25%. Wprawdzie kruszywa do a przy 100 m do 80%. W przypadku zastosowania betonu betonw lekkich s obecnie dro|sze ni| kruszywa naturalne, lekkiego obni|enie ci|aru dla przseB 50 m wynosi ok. 18%, lecz w rachunku typu LCCA to rozwizanie mo|e okaza si a dla przseB 100 m ok. 24%. W tym samym stopniu reduko- korzystniejsze ekonomicznie. Jest to tym bardziej istotne, |e wane s siBy wewntrzne i napr|enia w elementach kon- krajowe zBo|a kruszyw naturalnych wyczerpuj si, a stale strukcji. Mo|na zatem zastosowa np. beton lekki i o ni|szej niewykorzystane s mo|liwo[ci wytwarzania kruszyw sztucz- wytrzymaBo[ci ni| w przypadku betonu zwykBego lub alter- nych, szczeglnie z odpadw poprzemysBowych. natywnie zmniejszy wymiary elementw konstrukcyjnych. W [wiecie produkcja betonw lekkich jest cigle rozwijana Beton samozagszczalny oraz prowadzone s badania nad podwy|szeniem parame- Beton samozagszczalny (SCC  Self-Compacting Con- trw betonw. PowstaBy w ich wyniku lekkie betony wysoko- crete, Self-Consolidating Concrete) powstaB po raz pierwszy warto[ciowe (ang. LWA/HPC  Light Weight Aggregate/High w Japonii w 1988 roku, gBwnie w celu zredukowania ilo- Performance Concrete), ktre stanowi naturalny kierunek [ci wykwalifikowanej siBy roboczej, wymaganej przy ukBa- rozwoju lekkich betonw konstrukcyjnych. Betony te znala- daniu betonu. WizaBo si to z planowanymi wwczas do zBy zastosowanie przede wszystkim w elementach konstrukcji wykonania olbrzymimi inwestycjami infrastrukturalnymi, platform wydobywczych  z racji konieczno[ci zapewnienia majcymi na celu poBczenie dwch gBwnych wysp japoD- pBywalno[ci w pocztkowej fazie budowy oraz w przsBach skich, Honsiu i Sikoku. Dla zapewnienia wysokiej trwaBo[ci mostw i przykryciach dachowych o du|ej rozpito[ci. Obec- betonu, warunkowanej wBa[ciwym zagszczeniem mieszanki nie w praktyce osiga si wytrzymaBo[ci na [ciskanie betonu podczas jej ukBadania, niezbdne byBo uniezale|nienie tego lekkiego w przedziale od LC-60 do LC-85 przy gsto[ci od procesu od kwalifikacji siBy roboczej. PowstaB wic beton, 1850 do 2000 kg/m3. Dominuje zastosowanie w nich kruszyw ktry mo|e by zagszczany w ka|dym miejscu szalunku sztucznych ze spiekanych popioBw lotnych (lytag), spcza- jedynie pod wpBywem ci|aru wBasnego, bez konieczno[ci nych glin (liapor, leca) lub Bupkw pczniejcych (solite, hy- stosowania wibratorw. Pierwsze prace badawczo-rozwojo- dite). Stosuje si tylko kruszywa lekkie lub kombinacje kru- we, zawierajce podstawowe zagadnienia m.in. urabialno[ci szywa lekkiego z kruszywem naturalnym. PozostaBe skBadniki betonu SCC, zostaBy przeprowadzone na uniwersytecie w To- to materiaBy charakterystyczne do betonw wysokowarto[cio- kio [13]. Od czasu pierwszych badaD zastosowanie betonw wych, czyli plastyfikatory i superplastyfikatory, oraz dodatki SCC stale ro[nie. Powodem tego s nastpujce zalety SCC: mineralne: pyBy krzemionkowe i popioBy lotne. Bogat litera- skrcenie czasu ukBadania betonu, zapewnienie wBa[ciwe- tur tematu stanowi materiaBy z konferencji odbywajcych si go zagszczenia (a przez to trwaBo[ci), szczeglnie w miej- w Norwegii, dotyczcych wBa[nie lekkich betonw wysoko- scach trudno dostpnych dla tradycyjnych wibratorw, oraz warto[ciowych [12]. znaczne zmniejszenie uci|liwo[ci procesu betonowania dla Nale|y mie wic nadziej, |e [wiatowe osignicia [rodowiska (obni|enie haBasu, drgaD, kurzu itp.). Typowym w dziedzinie betonw lekkich stanowi bd bodziec dla przykBadem korzy[ci pByncych z zastosowania betonu sa- prac badawczych, projektowych i wykonawczych w kraju mozagszczalnego jest budowa dwch olbrzymich blokw w tej dziedzinie. Mo|e to mie znaczenie szczeglnie w bu- kotwicych dla najdBu|szego na [wiecie mostu wiszcego Receptura na 1 m3 mieszanki betonowej SkBadnik Beton lekki LB-40 Beton samozagszczalny B-50 Beton santykorozyjny B-40 mieszanki Nazwa Ilo[ Nazwa Ilo[ Nazwa Ilo[ Cement CEM I 42,5 HSR NA 420 kg CEM I 42,5 HSR NA (Rejowiec) 450 kg CEM I 42,5 HSR NA 370 kg (Rejowiec) (Rejowiec) Dodatki mikrokrzemionka w 33,6 kg mikrokrzemionka w pBynie 70 kg dodatek kompleksowy 12 kg pBynie Woerosil 500 SP Woerosil 500 SP MuCis Comp AD 1/PL Domieszki plastyfikator BV3 2,10 kg superplastyfikator Visco-Crete 3 4,95 kg napowietrzacz 0,19 kg superplastyfikator FM6 4,20 kg napowietrzacz 0,248 kg Xarlon 21 Sikanol A 12 Kruszywo piasek 0/2 Jagniwka 736 kg piasek 0/2 Jagniwka 689 kg piasek 0/2 Jagniwka 690 kg granulat pollytag 4/8 193 kg kruszywo bazaltowe 437 kg kruszywo bazaltowe 620 kg 2/8 Wilkw 2/8 Wilkw granulat pollytag 6/12 385 kg kruszywo bazaltowe 619 kg kruszywo bazaltowe 527 kg 8/16 Wilkw 8/16 Wilkw Woda 226 kg  Bcznie 175 kg  Bcznie 159 kg - Bcznie 136 kg  woda zarobowa 70 kg  woda absorbcyjna 35 kg  woda absorbcyjna 4 kg  woda w domieszkach Tab. 2. PrzykBadowy skBad mieszanki dla 1 m3 betonw opisanych w tek[cie GEOIN{YNIERIA drogi mosty tunele 04/2005 (07) 43 mosty mosty Akashi Kaikyo w Japonii, otwartego dla ruchu w 1998 roku. Ka|dy z blokw wymagaB uBo|enia ok. 290 000 m3 betonu. Opracowano specjalny system ukBadania betonu, wykorzy- stujcy w peBni wBa[ciwo[ci betonu SCC. System umo|liwiaB ukBadanie betonu przy wysoko[ci spadania ponad 3 m, bez niebezpieczeDstwa segregacji skBadnikw i bez konieczno- [ci zagszczania. Zastosowanie betonu samozagszczalnego pozwoliBo na skrcenie czasu budowy blokw kotwicych o 20% , tj. z 2,5 do 2 lat [14]. Cechy technologiczne, wytrzymaBo[ciowe i fizykalne be- tonw samozagszczalnych wskazuj, |e stosowanie ich w mostownictwie jest szczeglnie uzasadnione. Wynika to z nastpujcych podstawowych argumentw [15]: " wymiary mostowych elementw konstrukcyjnych s na ogB znaczne, wymagaj zagszczania przez wibrowanie kolejnych warstw ukBadanej mieszanki betonowej, co wy- dBu|a czas wykonania robt i sprzyja niedokBadno[ciom w zapewnieniu wymaganej jednorodno[ci betonu; " elementy konstrukcyjne mostw s w wielu przypadkach bardzo gsto zbrojone, a ponadto ich uksztaBtowanie bywa do[ skomplikowane, co stwarza du|e utrudnie- nia w nale|ytym ukBadaniu mieszanki betonowej i odpo- wiednim jej zagszczeniu; " w konstrukcjach mostowych wystpuj lokalne znacz- ne zagszczenia uzbrojenia w miejscach dziaBania siB skupionych, np. w strefie zakotwieD kabli w mostach z betonu spr|onego, w strefach zakotwieD kabli w pylo- nach i przsBach betonowych mostw podwieszonych. Wymienione argumenty sprawiaj, |e beton samozagsz- czalny jest stosowany coraz cz[ciej w mostownictwie [wia- towym [16]. Pierwsze krajowe zastosowanie betonu samo- zagszczalnego miaBo miejsce w 1999 roku. Z betonu SCC wykonano ciosy podBo|yskowe mostu kolejowego w Milwce koBo {ywca. W latach nastpnych betonu samozagszczal- nego u|ywano w polskim mostownictwie sporadycznie, do drobnych prac remontowych. Pierwsze znaczce zastosowa- nie betonu SCC do budowy mostu w Polsce miaBo miejsce w 2002 roku przy budowie mostu Zamkowego w Rzeszowie [15], [17]. Autor niniejszego referatu byB gBwnym projektantem Fot. Zbrojenie i betonowanie Bukw mostu Zamkowego w Rzeszowie mostu oraz inicjatorem zastosowania betonu samozagszczal- nego do wykonania |elbetowych Bukw mostu. i nasikliwo[ci. Jedn z podstawowych wBa[ciwo[ci mieszanek Most Zamkowy w Rzeszowie to obiekt picioprzsBowy samozagszczalnych jest ich odpowiednia rozlewno[, badana o rozpito[ciach 44,0 + 44,0 + 28,0 + 28,0 + 28,0 = 172,0 m, na poziomej pBycie z tzw. odwrconego sto|ka Abramsa. Pod- o konstrukcji skrzynkowej, zespolonej. Dwa przsBa nurtowe czas pomiaru rozlewno[ci mo|na zaobserwowa tak|e inne podparto na trzech |elbetowych Bukach bezprzegubowych wBa[ciwo[ci mieszanki, na przykBad poprawno[ proporcji o rozpito[ci w osiach podparcia 50,0 m. Auki s posado- kruszyw r|nych frakcji, odporno[ na segregacj, zdolno[ wione na [cianach szczelinowych o gBboko[ci 16,0 m. Wy- do samopoziomowania (lepko[ i dynamik rozpBywu, za- magana niweleta ulicy, uksztaBtowanie terenu oraz sugestie gszczenie pod wBasnym ci|arem), odpowietrzenie oraz od- architektoniczne sprawiBy, |e Buki mostu s stosunkowo pBa- porno[ na segregacj i wyciek. Mimo opanowania metodyki skie (f/l = 1/5,8). Wraz z poBczonymi na sztywno sBupami projektowania jest jednak konieczna prba techniczna (i to fundamentowymi ze [cian szczelinowych tworz one ustrj w skali kilku metrw sze[ciennych), aby w peBni sprawdzi, ramowy, ktrego rygiel ma ksztaBt Buku. Analiza statyczna czy mieszanka samozagszczalna speBnia wszystkie zaBo|one wykazaBa, |e w ryglu ramy (Bukach) wystpuj bardzo du|e wymagania [15]. momenty zginajce, co w zwizku z ograniczeniami przekroju Receptura samozagszczalnej mieszanki betonowej przewi- poprzecznego Bukw spowodowaBo bardzo gsty ukBad ich dywanej do stosowania w Bukach mostu zostaBa opracowana zbrojenia. To byBo gBwn przyczyn zastosowania betonu przez firm Sika Poland, a badania wBa[ciwo[ci poszczegl- samozagszczalnego do wykonania Bukw. nych mieszanek prbnych oraz stwardniaBego betonu prze- Bazujc na informacjach z pi[miennictwa technicznego oraz prowadzono w Centrum Technologicznym Budownictwa przy danych przekazanych przez firm Sika Poland, zespB projek- Politechnice Rzeszowskiej. Konsultantem i weryfikatorem za- towy opracowaB szczegBow SST na wykonanie betonu samo- rwno receptury, jak i technologii ukBadania betonu byB prof. zagszczalnego. W obliczeniach konstrukcji mostu zaBo|ono, dr hab. in|. Wojciech Radomski z Politechniki Warszawskiej. |e w jego Bukach zostanie zastosowany beton klasy B50. Beton SkBad mieszanki dla 1 m3 betonu samozagszczalnego B-50 ten musiaB oczywi[cie speBnia inne warunki wymagane w bu- podano w tab. 2. Stosunek W/C wynosiB 0,389, natomiast na- downictwie mostowym, dotyczce gBwnie mrozoodorno[ci powietrzenie mieszanki  5%. 44 GEOIN{YNIERIA drogi mosty tunele 04/2005 (07) mosty mosty Auki betonowano w sposb cigBy za pomoc standardo- z cementu, wody, kruszywa i kompleksowego dodatku an- wych pomp do betonu, jednocze[nie z obu brzegw, roz- tykorozyjnego. Dodatek antykorozyjny to kompozycja do- poczynajc od wzgBowia, a koDczc w kluczu. Betonowa- mieszek, ktra dopasowana jest do typowych parametrw nie pojedynczego Buku o kubaturze 290 m3 zajmowaBo od 18 konkretnego cementu. do 22 godzin. Po zakoDczeniu betonowania Buki pokrywano PrzykBadem mo|e by produkt o nazwie MuCis Comp AD matami, a nastpnie prowadzono tradycyjn wilgotno[ciow 1/PL  dodatek kompleksowy do produkcji betonu kon- pielgnacj betonu przez 7 dni. Rozdeskowanie ka|dego Buku strukcyjnego o zaawansowanych wBa[ciwo[ciach ochron- nastpowaBo po 14 dniach od zakoDczenia jego betonowania. nych dla zbrojenia i cz[ciowo skompensowanym skurczu Podczas wykonywania mieszanki betonowej oraz po stward- [21]. Jest to kompozycja specjalnych domieszek do betonu nieniu betonu wykonano szereg badaD, ktrych [rednie wy- wpBywajcych na wBa[ciwo[ci zarwno mieszanki, jak i uzy- niki przedstawiono poni|ej: skanego betonu. Jest skBadnikiem proszkowym dodawanym " rozlewno[ mieszanki po 5 min.  6162 cm, po 30 min. do cementu i kruszywa dozowanego do mieszarki. Zawiera  6667 cm, po 60 min.  6263 cm; domieszki antykorozyjne, w tym kontaktowe i migrujce in- " napowietrzenie zmierzone po 30 min.  4,8%; hibitory korozji systemu MuCis (Multiple Corrosion Inhibi- " wytrzymaBo[ betonu na [ciskanie po 3 dniach dojrzewa- ting Synergies), stanowicego uzupeBniajce si mechanizmy nia  40,240,5 MPa, po 7 dniach  60,261,5 MPa, po 28 i funkcje materiaBw, ktre wspBdziaBajc ze sob, hamuj dniach  80,681,6 MPa, co pozwala na zakwalifikowanie korozj zbrojenia. Dodatek kompleksowy MuCis Comp AD betonu do klasy co najmniej B-65; 1/PL w poBczeniu z cementem portlandzkim CEM I 42,5 " stopieD mrozoodporno[ci  co najmniej F150; HSR NA (Rejowiec), frakcjonowanym i pBukanym kruszywem " stopieD wodoszczelno[ci  co najmniej W8; o odpowiednim uziarnieniu oraz z wod pozwala na pro- " nasikliwo[  3,6%. dukowanie wyrobw o wysokiej odporno[ci mechanicznej Przytoczone dane wskazuj, |e zaprojektowana mieszanka i chemicznej. Beton antykorozyjny z tym dodatkiem mo|e betonowa zapewniaBa speBnienie warunkw stawianych beto- by stosowany wszdzie tam, gdzie wykonana konstrukcja nowi do wykonania Bukw mostu (pod wzgldem wytrzyma- lub jej element bd nara|ona na silne oddziaBywanie agre- Bo[ciowym nawet z zapasem), a rozlewno[ mieszanki zawarta sywnego [rodowiska. GBwne cechy takiego betonu antyko- byBa w granicach uznawanych za wBa[ciwe w odniesieniu do rozyjnego to: betonw o maksymalnej frakcji kruszywa 16 mm. Pierwsze " sBaba przepuszczalno[ dla wody i soli, przy dobrej prze- w kraju konstrukcyjne zastosowanie betonu samozagszczal- puszczalno[ci dla pary wodnej, nego w mostownictwie pozwoliBo na zdobycie do[wiadczeD, " podwy|szona odporno[ chemiczna, w szczeglno[ci na ktre mog by przydatne w dalszych mostowych zastoso- chlorki, azotany i siarczany, waniach tego rodzaju betonu. Szersze stosowanie betonu " bardzo wysoka mrozoodporno[, tak|e w obecno[ci soli samozagszczalnego, niewymagajcego wibrowania oraz u|ywanych do odladzania jezdni, niepowodujcego uci|liwo[ci dla otoczenia przy jego ukBa- " bardzo wysoka odporno[ na karbonatyzacj, daniu, jest tylko kwesti czasu. Mniejsza i taDsza robocizna "  no bleeding  brak efektu wytrcania si pBynu zarobo- oraz szybsze wznoszenie obiektu zredukuj koszt budowy, wego z mieszanki, zmniejsz uci|liwo[ci dla ruchu w terenach zurbanizowa- " cz[ciowo skompensowany skurcz, nych i zminimalizuj ryzyko niepowodzeD. Wy|sza trwaBo[ " wysoka przyczepno[ do podBo|y betonowych, i wytrzymaBo[ betonu pozwoli in|ynierom na projektowa- " wysoka odporno[ mechaniczna, nie i wznoszenie mostw, ktre bd trwa blisko 100 lat, " opzniony start i zmniejszona prdko[ korozji stali a mo|e i dBu|ej. w obecno[ci chlorkw, " wBa[ciwo[ci antykorozyjne kontaktowych i migrujcych in- Beton antykorozyjny hibitorw korozji, ktre hamuj korozj stali zbrojeniowej. Problemy powodowane przez korozj stali zbrojeniowej Beton antykorozyjny z dodatkiem kompleksowym MuCis w konstrukcjach i obiektach |elbetowych stanowi jedno Comp AD 1/PL zaprojektowano do wykonania |elbetowych z trudniejszych i bardziej kosztownych zagadnieD zwizanych barier ochronnych na mo[cie Zamkowym w Rzeszowie. Ba- z uzyskaniem zadowalajcej trwaBo[ci tych budowli. Nic wic riery, ktrym wygld i form nadaB architekt, s w okresie dziwnego, |e trwaj intensywne prace, tak badawcze, jak zimowym stale nara|one na oddziaBywanie soli do odladzania i aplikacyjne, majce na celu znalezienie skutecznej me- jezdni, zgromadzonej w zwaBach bBota po[niegowego, zale- tody zabezpieczenia prtw zbrojeniowych przed ich ko- gajcego nierzadko na caBej wysoko[ci barier. Dlatego beton, rodowaniem, zarwno w przypadku obiektw nowo wy- z ktrego zostaBy wykonane, musi mie specjalne wBa[ciwo[ci konywanych, jak i w odniesieniu do ju| eksploatowanych ochronne i wysok trwaBo[, zwBaszcza na agresj chlorkow. budowli |elbetowych [18], [19]. Przy budowie i remonto- Receptur betonu B-40, opracowan przez OLD Rzeszw, po- waniu |elbetowych mostw w wielu krajach, szczeglnie dano w tab. 2. Stosunek W/C wynosiB 0,43. Acznie wykonano w USA, stosowane s domieszki inhibitorw korozji stali, 71,8 m3 betonu. Podczas wykonywania mieszanki betonowej jednak ich skuteczno[ jest z reguBy dyskusyjna. Popraw oraz po stwardnieniu betonu wykonano badania, ktrych wBa[ciwo[ci ochronnych betonu w stosunku do stali zbro- [rednie wyniki byBy nastpujce: jeniowej zapewniaj domieszki obni|ajce stosunek W/C " opad sto|ka  9 cm; i nasikliwo[. Najlepszym sposobem wytworzenia betonu " napowietrzenie mieszanki zmierzone po 30 min.  5,3%; o znacznie podwy|szonych wBa[ciwo[ciach ochronnych dla " wytrzymaBo[ betonu na [ciskanie po 28 dniach  [rednio zbrojenia jest wyprodukowanie go z fabrycznie gotowego 51 MPa (klasa B-40); koncentratu (spoiwa), wody i kruszywa [20]. Koncentrat za- " stopieD mrozoodporno[ci  co najmniej F150; wiera cement oraz dokBadnie dopasowane do niego (che- " stopieD wodoszczelno[ci  co najmniej W8; micznie i elektrochemicznie) dodatki i domieszki. Ekono- " nasikliwo[  4,8%. miczn alternatyw jest produkcja betonu antykorozyjnego GEOIN{YNIERIA drogi mosty tunele 04/2005 (07) 45 mosty mosty W warunkach ekspozycji typowych dla mostw konkret- [5] Zapotoczna-Sytek G.: Betony lekkie. MateriaBy z XVII nymi kierunkami poprawy wBa[ciwo[ci antykorozyjnych be- Oglnopolskiej Konferencji  Warsztat Pracy Projektanta tonu s [22]: podwy|szenie oporu dyfuzyjnego dla dwutlen- Konstrukcji . UstroD, 2002. ku wgla; zmniejszenie prdko[ci, z jak front karbonatyzacji [6] Aprobata Techniczna IBDiM Nr AT/2003-04-0417. Kruszywo posuwa si w gBb otuliny; podwy|szenie oporu dyfuzyjnego lekkie popioBoporytowe Pollytag do betonu mostowego. dla jonw chlorkowych; zmiana wBa[ciwo[ci elektrochemicz- [7] DuszyDski A., RowiDska W., Wysokowski A.: Pollytag nych betonu, zapewniajca jak najmniejsz prdko[ korozji  lekkie kruszywo dla budownictwa drogowego i mosto- stali w otulinie ska|onej chlorkami i/lub skarbonatyzowa- wego. Polskie Drogi, nr 11, 1998. nej. Miernikami ww. wBa[ciwo[ci betonu antykorozyjnego [8] Kaiser C.: The Koningspleijburg. Concrete, April, 1987. s nastpujce parametry techniczne: wspBczynnik oporu [9] Counsell J.H.W., Nossiter P. A.: Widening & strengthening dyfuzyjnego dla dwutlenku wgla, postp karbonatyzacji, of Kingston bridge  London. www.lobeg.com, 2003. wspBczynnik dyfuzji jonw chlorkowych, wspBczynnik [10] Kola[ny B.: Beton lekki wykonany z kruszywa Pollytag. ochrony przed korozj stali w obecno[ci chlorkw. Oce- Zasady projektowania, wBa[ciwo[ci i zastosowanie. Mate- na ww. parametrw w r|nych betonach antykorozyjnych riaBy z Jesiennych Warsztatw Betonowych, KamieD Zl- i zaprawach naprawczych jest przedmiotem prac badawczych, ski, 2003. prowadzonych od kilku lat w Katedrze Mostw Politechniki [11] Lewicki B.: Projektowanie konstrukcji |elbetowych wy- Rzeszowskiej pod kierunkiem dr in|. Ewy Michalak. Wyniki konywanych przy u|yciu kruszywa Pollytag. ITB, Warsza- tych badaD wskazuj jednoznacznie, |e betony z komplek- wa, 1996. sowym dodatkiem MuCis Comp AD 1/PL maj antykorozyjne [12] Proceedings of Second International Symposium on parametry techniczne, ktre zapewniaj dBugi okres potrzeb- Structural Lightweight Aggregate Concrete, Kristiansand, ny na ska|enie otuliny chlorkami i/lub dwutlenkiem wgla Norway, 2000. oraz nisk prdko[ korozji rozwijajcej si, gdy dojdzie do [13] Okamura H., Ozawa K.: Self-Compacting High Perfor- ska|enia otuliny [23]. mance Concrete. Structural Engineering International, No. 4, 1996. Wnioski [14] Ozawa K. et. al.: Development of high performance con- PrzykBad mostu Zamkowego w Rzeszowie wskazuje, |e crete based on the durability design of concrete struc- mimo barier formalnych jest mo|liwe wprowadzanie do krajo- tures. Proceedings of the Second East-Asia and Pacific wego mostownictwa nowych technologii betonu, uzasadnio- Conference on Structural Engineering and Construction nych technicznie i ekonomicznie. Na tym obiekcie zastosowa- (EASEC-2), Vol. 1, January, 1989. no bowiem wszystkie trzy opisane powy|ej betony. Potrzebna [15] Radomski W.: Pierwsze w Polsce zastosowanie betonu byBa w tym celu jednoczesna i zgodna wspBpraca [wiata na- samozagszczonego w konstrukcji mostu. In|ynieria uki, otwartego na innowacje inwestora (administratora), oraz i Budownictwo, nr 2, 2003. odwa|nych projektantw, ktrzy podjli trud wprowadzania [16] Knig et al.: Selbstverdichtender Beton fr Brckenbau. postpu technicznego w przygotowanych przez siebie projek- Beton- und Stahlbetonbau, nr 6, 2002. tach. Opisane powy|ej technologie betonw niekonwencjo- [17] Mossakowski P., Radomski W.: Mosty z cementowych nalnych zostaBy ju| opracowane naukowo i wdro|one, czeka- betonw niekonwencjonalnych. MateriaBy Budowlane, nr j jednak na szersze zastosowanie w kraju. Tym bardziej, |e 10, 2004. [wiat nie stoi w miejscu i w zasadzie co roku mo|na dowie- [18] Bastian S., Greuner M., T|ycki W.: MCI  nowa techni- dzie si o innowacjach materiaBowych, tak|e w budowie mo- ka antykorozyjnego zabezpieczenia zbrojenia w |elbecie. stw z betonu. Wydaje si zatem, |e zwBaszcza w kontek[cie In|ynieria i Budownictwo, nr 1, 1999. ruszajcego programu budowy autostrad, a tak|e zgodnie [19] T|ycki W.: Beton konstrukcyjny o zaawansowanych z unijn zasad zrwnowa|onego rozwoju, przedstawione wBa[ciwo[ciach ochronnych dla zbrojenia. MateriaBy technologie betonu powinny znalez szerokie zastosowanie z Warsztatw Naukowych pn.:  Nowe materiaBy i techno- w krajowym mostownictwie. l logie w budownictwie komunikacyjnym , Brenna, 2003. [20] Martinola M., Rosignoli D., T|ycki W. Wysokowarto[cio- Referat zostaB wygBoszony podczas Midzynarodowej we betony naprawcze w remontach elementw kon- Konferencji  MOSTY , Kielce, maj 2005, zorganizowanej strukcji mostw autostradowych. MateriaBy Budowlane, przez Instytut Badawczy Drg i Mostw. nr 11, 2000. [21] Karta informacyjna produktu MuCis Comp AD 1/PL, OTiK, Gdynia, 2002. LITERATURA [22] T|ycki W.: WpByw antykorozyjnego dodatku do beto- [1] Flaga K., Mierzwa J.: Betony o du|ej trwaBo[ci i wysokiej nu na korozj zbrojenia w belkach nasczanych solank wytrzymaBo[ci (HSC) jako realizacja nowej materiaBowo-  wyniki badaD dBugoterminowych. MateriaBy z XIII Semi- -technologicznej koncepcji kompozytu konstrukcyjnego. narium pn.:  WspBczesne metody wzmacniania i przebu- Przegld Budowlany, nr 8-9, 1992. dowy mostw , PoznaD, czerwiec, 2003. [2] Kucharska L., Brandt A.M.: SkBad, technologia i wBa[ciwo- [23] Michalak E.: Ocena skuteczno[ci dziaBania migrujcych [ci mechaniczne betonw wysokowarto[ciowych. In|y- inhibitorw korozji w warunkach laboratoryjnych i polo- nieria i Budownictwo, nr 9, 1993. wych. MateriaBy z XVII Konferencji Naukowo-Technicz- [3] Ajdukiewicz A.: Betony nowej jako[ci. MateriaBy z XVI nej  JADWISIN 2000  Beton i Prefabrykacja , Popowo, Konferencji Naukowo-Technicznej PrzemysBu Betonw, kwiecieD, 2000. Jadwisin, 1998. [4] KaszyDska M.: BWW: mo|liwo[ci, cechy, zastosowania. dr in|. Tomasz Siwowski MateriaBy z XVII Oglnopolskiej Konferencji  Warsztat Politechnika Rzeszowska autor Pracy Projektanta Konstrukcji , UstroD, 2002. 46 GEOIN{YNIERIA drogi mosty tunele 04/2005 (07)

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Przykłady zastosowania technologii betonowania pod wodą w remontach budowli hydrotechnicznych
Algorytm genetyczny – przykład zastosowania
przykłady zastosowań stali
CHARAKTERYSTYKA WYBRANYCH METOD OCENY RYZYKA Z PRZYKŁADAMI ZASTOSOWAŃ
przykladowy egzamin maturalny z jezyka polskiego poziom podstawowy ludzie bezdomni
Specjalne wymagania stawiane betonom we współczesnym mostownictwie
Modernizacja mostów betonowych prz zastosowaniu CFRP

więcej podobnych podstron