Contract
tové předpoklady a kalibrovány vý- počtové modely. Závěry mohou také posloužit jako podklad pro vypracová- ní samostatného předpisu pro opravy vozovek technologií WT.
Ultratenký whitetopping
V rámci projektu Oprava nádvoří Ústa- vu hematologie a krevní transfúze v Praze (ÚHKT) realizovala společnost Skanska v srpnu 2022 ultratenký whi- tetopping (UTWT), kdy je tloušťka be- tonové krycí vrstvy menší než 100 mm. Podle rešerší se jedná o první UTWT v České republice. Podkladem byl 22 let starý beton s povrchem, kte- rý byl degradován vlivem zmrazova- cích cyklů. Nová deska má tloušťku 60 mm s řezanými spárami ve vzdále- nostech 800 až 900 mm a je spojena s podkladem.
Ve fázi přípravy byla navržena a ově- řena receptura betonu s důrazem na dobrou odolnost vůči CHRL a pev- nost v tahu. Výsledný beton C50/60 - XF4 - Dmax 8 mm obsahoval CEM II/A-M
12 13
(S-LL) 42,5 R, dvě frakce kameniva, na- nofiler, superplastifikační přísadu, pro- vzdušňovací přísadu a rozptýlenou vý- ztuž. Protože autodomíchávač nemohl vjet do areálu, bylo nutné zřídit překla- dové místo betonu a receptura betonu musela být navržena na prodlouženou dobu zpracovatelnosti 180 min.
Projekt byl realizován jako spon- zorský dar, a proto byly minimalizo- vány náklady na diagnostiku pod- kladních vrstev. Vzhledem k absenci poruch se předpokládalo, že podklad- ní vrstvy byly dohutněny provozem. Povrch stávajícího betonu byl nejpr- ve očištěn od volných nečistot, těs- ně před pokládkou byl vysokotlakým čističem navlhčen (bez louží) a poté na něj byla uložena vrstva UTWT. Zá- měrem bylo realizovat UTWT spojený s podkladním betonem, avšak na zá- kladě poznatků z realizace a monito- ringu předchozích pilotních projektů nebylo bazírováno na spojení doko- nalém. Bylo v zásadě využito hrubé makrostruktury podkladního betonu,
Zdroje:
[1] XXXX, X. a kol. Technologické podklady pro opravy asfaltových nebo betonových vozovek technologií whitetopping. Závěrečná zpráva. VUT Brno, 09/2018.
[2] XXXXXXXXXX, D., XXXX, G.,
XXXXXXXX, X., XXXXX, X. Guide to Concrete Overlays, Sustainable Solutions for Resurfacing and Rahabilitating Existing Pavements. ACPA Publication TB 021–03P. 3rd edition. USA, 2014.
[3] XXXXXXXX, V., XXXXXXX, B. Projekt monitoringu
– Osazení monitoringu pro whitetopping na odpočívce D52 km 10,5 Rajhrad L. 2020.
[4] SLÁNSKÝ, B., BIJOK, P., VYSLOUŽIL, L. Whitetopping v ČR. In: Sborník konference Betonové vozovky 2020. Praha, 2020.
[5] SLÁNSKÝ, B., VYSLOUŽIL, L., BIJOK, P., XXXXXXXX, V., XXXX, R. The First Whitetopping in the Czech Republic. National Report of the Czech Republic: Structural Concrete in the Czech Republic. 6th fib Congress. Oslo, 2022.
který zajišťoval budoucí horizontální stabilitu finální vrstvy (obr. 13).
Beton byl ukládán do bednění, kte- ré tvořily ocelové úhelníky, popř. stáva- jící obrubníky. Po zhutnění betonu vib- račním hladítkem byl povrch urovnán plastovým hladítkem. Poté byla pomo- cí měkkého koštěte vytvořena striáž. Pro zajištění správné hydratace byl po- vrch opatřen parotěsným nástřikem ve
12 Plocha nádvoří ÚHKT před realizací 13 Tenká betonová deska těsně po betonáži a makrotextura stávajícího betonu 14 Tenká betonová deska těsně po betonáži a prořezání spár
12 Courtyard area of the Institute of Haematology and Blood Transfusion (IHKT) before the repair 13 UTWT just after concreting and the macrotexture of the existing concrete 14 UTWT just after concreting and cutting of the joints
zvýšeném dávkování.
Další technologickou komplikací byl zákaz řezání spár v době nočního klidu mezi 22. a 6. h. Z toho důvodu bylo slo-
14 žení betonu nastaveno tak, aby za da-
né teploty bylo možné spáry nařezat hned po betonáži tentýž den, přičemž poslední pokládka musela proběhnout před 13. h. Příčné spáry byly řezány ruč- ní řezačkou, dlouhé podélné spáry by- ly řezány pro lepší dosažení pohledové linky řezačkou s pojezdem.
Tenké spáry byly zatěsněny jed- nosložkovým polyuretanovým tme- lem pro dosažení delší životnosti. Pohled na finální plochu zhotovenou technologií UTWT je na obr. 14.
Závěr
inzerce
inzerce
WEBINÁŘE JSOU ZAŘAZENY
DO AKREDITOVANÝCH VZDĚLÁVACÍCH
PROGRAMŮ V PROJEKTECH
CELOŽIVOTNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ ČKAIT
URČENO PRO VÝROBCE BETONU –
MANAGEMENT, PRACOVNÍKY ZAJIŠŤUJÍCÍ
Realizace pilotních projektů oprav parkovacích stání dálničních odpo- čívek metodou WT na asfaltový pod- klad jsou prvními opravami realizo- vanými touto metodou na území ČR. Jako klíčová se ukázala důkladná diagnostika stávající vozovky před vlastním návrhem a následná kontro- la a odstranění poruch zjištěných po odfrézování vozovky. Díky monitorin- gu bylo ověřeno chování celého sou- vrství a změřena separace vrstev, kte- ré ohybově prakticky nespolupůsobí. Technologie WT na asfaltovém podkladě může být efektivní meto- dou opravy stávajících zatížených vozovek, které jsou v dobrém stavu z hlediska únosnosti vozovkového souvrství a u kterých je žádoucí od- stranit dlouhodobě opakovaný vznik povrchových poruch způsobených pomalu se pohybující dopravou, tj. tr- valé deformace, příp. rozpad povrchu
ZPRACOVÁNÍ BEZPEČNOSTNÍCH LISTŮ
NA BETON A EXTERNÍ POSKYTOVATELE
krytu vozovky.
SLUŽEB V TÉTO OBLASTI LEGISLATIVY.
Technologie whitetopping je také šetrnější k životnímu prostředí a je i ekonomičtějším řešením díky tomu, že se ponechává maximum materiálů z původní vozovky a využívá se jejich reziduální únosnosti. Tím se omezu- je spotřeba nových materiálů a jejich doprava. U uvedených projektů či- ní předpokládané snížení stopy CO2 oproti kompletní výměně vozovkové- ho souvrství za CB kryt cca 40 %. Ná- kladová úspora se pohybuje na stejné úrovni, tedy opět 40 %.
Technologie ultratenký whitetop- ping může být velmi efektivní techno- logií oprav betonových ploch a vozo- vek. Pilotní realizace proběhla v srpnu 2022, přičemž plocha bude v dalším období sledována. Finální vyhodno- cení úspěšnosti této technologie bu- de provedeno cca po jednom roce provozu.
Xxx. Xxxxxxxx Xxxxxxx, Ph.D. Skanska x.x. xxxxxxxx.xxxxxxx@xxxxxxx.xx
Xxx. Xxxxxxxx Xxxxxxxxx Skanska a.s. xxxxxxxx.xxxxxxxxx@xxxxxxx.xx
Česká betonářská společnost ČSSI xxx.xxxxxxxx.xx
ve spolupráci s
Výzkumným ústavem maltovin Praha, s.r.o. xxx.xxxx.xx
Školení ČBS AKADEMIE
BETON
– postup při oznamování
jednotlivých směsí dle nařízení EP
a Rady (ES) 1272/2008 CLP,
příloha VIII
Cyklus 2 on-line webinářů
26.04., 03.05. 2023
on-line webináře
POZVÁNKA NA ŠKOLENÍ
VÝSLEDKY SKÚMANIA VHODNOSTI ZMESNÝCH CEMENTOV NA POUŽITIE V CEMENTOBETÓNOVÝCH KRYTOCH
Xxxxxx Xxxxxxxx, Xxxxx Xxxxx, Xxxxxx Xxxxx, Xxxx Xxxxxxx
Jednou z možností redukcie emisií CO2 v stavebnom priemysle je výraznejšie používanie zmesných až kompo- zitných cementov CEM II až CEM VI, ktoré oproti portlandskému cementu CEM I obsahujú menej ekologicky za- ťažujúceho slinku. Na dosiahnutie tohto zámeru je nutné objektívne preukazovať ich vhodnosť v relevantných výrobkových stavebných normách. Článok prezentuje výsledky dlhodobého projektu s cieľom nezávislého overenia použiteľnosti štyroch zmesných cementov v cementobetónových krytoch vozoviek skupín CB I, II a III, ktorých vhodnosť doteraz nebola preukazovaná.
RESULTS OF AN INVESTIGATION INTO SUITABILITY OF BLENDED CEMENTS FOR USE IN CONCRETE PAVEMENTS
One option for reducing CO2 emissions in construction industry is a more significant use of blended or composite cements CEM II to CEM VI, which contain less of the ecologically damaging clinker when compared to Portland cement CEM I. To achieve this goal, it is necessary to demonstrate reliably their suitability in relevant product building standards. This article presents the results of a long-term project which aimed to verify independently the applicability of four blended cements in cement-based concrete road pavements of groups CB I, II and III; suitability of which has not been proven so far.
Vozovky ciest sú na Slovensku zho- tovované prevažne z asfaltu z dôvo- du nižších investičných nákladov a jednoduchosti opráv v porovnaní s vozovkami s cementobetónovým krytom (CBK). Treba zdôrazniť, že po- užívanie CBK prináša určité špecifické výhody, ktoré presvedčili mnohé kra- jiny, a preto je nutné uvažovať o ich intenzívnejšom používaní aj na Slo- vensku. Medzi výhody CBK sa zaraďu- jú napr. ich tuhosť, mechanická odol- nosť, využiteľnosť domácich zdrojov na ich zhotovenie, nižšie nároky na ich údržbu, úplná recyklovateľnosť, svetlejší povrch, nehorľavosť a absen- cia nebezpečných látok. Nevýhodami CBK oproti asfaltovým vozovkám sú napr. vyššie náklady na zhotovenie, zložitosť opráv a riešenie škár. Výroba vstupných materiálov na zhotovenie
CBK je pokrytá z domácich surovín, čo má na rozdiel od asfaltu pozitívny vplyv na zahraničnú obchodnú bilan- ciu a udržanie a rast lokálnej zamest- nanosti [1]. Pozitívnym príkladom môže byť úspešné zhotovenie vozov- ky z CBK na 8 km úseku cesty medzi Rohožníkom a Malackami v roku 2019 (obr. 1), na ktorom Technický a skú- šobný ústav stavebný, n. o., (TSÚS) vykonal kontrolné skúšky čerstvého a zatvrdnutého betónu.
Norma STN 73 6123 [2] dokumen- tuje použitie cementov pre jednotlivé skupiny CBK nasledovne: pre skupinu CB I je vyžadovaný výlučne portland- ský cement CEM I alebo špeciálny cestný cement pevnostnej triedy mi- nimálne 42,5 MPa a pre skupiny CB II a CB III cementy CEM I, príp. CEM II/ A-S a CEM II/B-S, s obmedzeniami na
pevnostné triedy minimálne 32,5 MPa alebo 42,5 MPa.
Cementárne sa zaviazali do roku 2030 znížiť emisie skleníkových plynov oproti roku 1990 až o 55 % a do roku 2050 dosiahnuť tzv. uhlíkovú neutralitu [3]. Zväz výrobcov cementu Slovenskej republiky (ZVC) je preto tlačený, aby podnikal efektívne kroky na rapídne znižovanie emisií CO2 pri produkcii ce- mentov, resp. pri výrobe portlandské- ho slinku, ktorý sa v najväčšom rozsahu používa na produkciu portlandského cementu CEM I [4]. Jednou z možností redukcie emisií CO2 je produkcia ekolo- gicky úspornejších zmesných až novo- dobých kompozitných cementov, ktoré obsahujú výrazne menej slinku ako ce- ment CEM I. Zmesné cementy CEM II až CEM V sú známe už dlhšiu dobu, ale produkcia nových kompozitných ce- mentov bola uvedená na Slovensku
1 a) CBK na ceste medzi mestami Rohožník a Malacky, b) aplikácia CEM II/B-S
1 a) CBK on the road between the towns of Rohožník and Malacky, b) application of the CEM II/B-S
1a 1b
až zavedením normy STN EN 197-5 [5] v roku 2021. U týchto cementov sa po- voľuje zastúpenie slinku minimálne 35 %, zatiaľ čo v cemente CEM I je ob- sah slinku minimálne 95 % [6].
Využite ekologicky šetrnejších ce- mentov sa stretáva s normatívnymi problémami ich zabudovania v niek- torých stavebných výrobkoch, kde sa doteraz nepreukázala vhodnosť ich po- užitia. TSÚS preto vykonal dlhodobý výskumný projekt preukazovania vhod- nosti dodnes nepoužívaných zmesných cementov v CBK.
Metodika projektu
2a 2b 2c
Na Oddelení materiálového výskumu TSÚS sme podľa zadania ZVC overo- vali použiteľnosť nasledovných typov cementov v CBK (ďalej ako CB I, CB II a CB III): pre CB I cementy CEM II/A-S (skr. A-S) a CEM II/B-S (skr. B-S), pre CB II cement CEM II/A-LL (skr. A-LL) a pre CB III cementy CEM III/A (skr. III/A) a CEM II/A-LL. Projekt bol pre každý overovaný systém rozdelený do troch
2 Skúšky z 2. etapy: a) obrusnosť, b) vznik trhlín, c), d) dlhodobá expozícia betónov 2d 2 Tests from the 2nd stage: a) abrasion, b) crack propagation, c), d) long-term exposure tests
of the concrete
samostatných etáp. Všetky skúšky sa realizovali podľa relevantných európ- skych skúšobných noriem na betón.
Základné parametre cementov a betónov
Prvá etapa projektu bola zameraná na skúšky vlastností cementov podľa požiadaviek STN EN 197-1 [6], ktoré sme porovnávali s požiadavkami podľa kapitoly 5.2.2 STN 73 6123 [2]. Úlohou bola špecifikácia paramet- rov a prvotné zhodnotenie vhodnos- ti overovaných cementov na ďalšie skúšanie v betónoch pre CBK.
Ďalej sme posudzovali vhodnosť ce- mentov na základě parametrov čerst- vých a zatvrdnutých betónov. Vyro- bili a skúšali sme referenčné betóny (REF-CB) podľa receptúr od priemy- selných výrobcov betónov s deklaro- vanými a overenými vlastnosťami pre CBK a experimentálne betóny podľa rovnakých receptúr s rozdielom po-
Na betónoch sme skúšali a overovali vplyv cementov na:
• plastické zmrašťovanie so zamera- ním na posúdenie vzniku zmrašťo- vacích trhlín,
• objemové zmeny počas expozície 360 dní v regulovanom prostredí,
• súdržnosť povrchovej vrstvy betó- nu pred a po skúške odolnosti pro- ti pôsobeniu vody a chemických
a rozmrazovacích látok (CHRL),
• obrusnosť betónových povrchov,
• pevnosť v ťahu pri ohybe, v prieč- nom ťahu a v tlaku a objemové zmeny a zmeny v dynamickom mo- dule pružnosti (ultrazvukovým prístrojom) počas jedného roka ex- pozície klimatickým zmenám na po- bočke TSÚS Tatranská Xxxxx a v re- ferenčnom laboratórnom uložení. Cieľom druhej etapy bolo zhod-
notenie a porovnanie dlhodobých a ďalších podstatných vlastností ex-
perimentálnych betónov v porovnaní s betónmi referenčnými.
Overenie použiteľnosti betónov na referenčnom úseku
Tretia etapa predstavovala realizačný výstup projektu. Podľa špecifikácií v kapitole 8.4 normy STN 73 6123 [2] bola v priemyselnom meradle na ces- te medzi mestami Rohožník a Malacky zhotovená pokusná realizácia tzv. refe- renčného úseku CB krytu, na ktorom sa použil betón s overovaným cemen- tom CEM II/B-S. Počas realizácie CB krytu sme odobrali betón a vykonali normou [2] predpísaný rozsah skúšok.
Výsledky 1. etapy projektu
Skúšky cementov
Výsledky skúšok parametrov skúma- ných cementov, ktoré sme porov- návali s požiadavkami na cement pre
užitia overovaných cementov podľa zadania ZVC (EXP-CB).
Overenie funkčných
a trvanlivostných parametrov betónov
V druhej etape projektu sa podrobi- li jednotlivé REF-CB a EXP-CB betóny skúškam na overenie ich tzv. funkčných a trvanlivostných parametrov (obr. 2), ktoré boli zvolené nad rámec požado- vaných skúšok podľa STN 73 6123 [2].
Tab. 1 Základné parametre cementov podľa STN EN 73 6123 a STN EN 197-1
Tab. 1 Basic parameters of cements according to STN EN 73 6123 and STN EN 197-1
Vlastnosť cementu | Jednotka | Požiadavka pre CB I | Zistený parameter | ||||
REF CPC | CEM II/A-S | CEM II/B-S | CEM II/A-LL | CEM III/A | |||
strata žíhaním | [% hmot.] | ≤ 3 | 1,25 | 3,32 | 3,74 | 7,28 | 2,35 |
obsah MgO | [% hmot.] | ≤ 5 | 4,45 | 2,80 | 3,94 | 1,95 | 5,88 |
kys. nerozlož. podiel | [% hmot.] | ≤ 1,5 | 0,45 | 0,27 | 0,72 | 0,21 | 0,43 |
obsah SO3 | [% hmot.] | ≤ 3,5 | 2,81 | 2,77 | 2,81 | 2,58 | 2,35 |
merný povrch | [m2/kg] | 225–350 | 318 | 394 | 439 | 447 | 426 |
začiatok tuhnutia | [min] | ≥ 90 | 135 | 155 | 215 | 160 | 205 |
doba tuhnutia | [min] | < 720 | 185 | 225 | 340 | 265 | 300 |
objemová stálosť | [mm] | ≤ 10 | 0,5 | 0,5 | 0,0 | 0,5 | 1,0 |
pevnosť v tlaku – 2 dni | [MPa] | STN EN 197-1 | 25,7 | 22,5 | 17,6 | 26,6 | 15,1 |
pevnosť v tlaku – 28 dní | [MPa] | STN EN 197-1 | 55,4 | 51,5 | 56,3 | 49,8 | 46,1 |
obsah chloridov | [% hmot.] | STN EN 197-1 | 0,103 | 0,055 | 0,053 | 0,080 | 0,068 |
3 Reologické vlastnosti čerstvých betónov pre CB I a CB II
3 Rheological properties of fresh concretes for CB I and CB II
4 Reologické vlastnosti čerstvých betónov pre CB III
4 Rheological properties of fresh concretes for CB III
100
Konzistencia [mm]
80
60
40
20
0
9,3
CPC-1 A-S-1 B-S-1 A-LL-1 CPC-2 A-S-2 B-S-2 A-LL-2 CPC-3 A-S-3 B-S-3 A-LL-3
1. výroba - ihneď 2. výroba - po 30 min 3. výroba - optimal
20
20
20
30
30
40
40
40
40
50
4,5
4,0
4,8
60
4,7
6,2
6,4
6,6
5,8
6,6
6,6
80
7,8
Konzistencia sadnutím Obsah vzduchu
10
200
Obsah vzduchu [%]
Konzistencia [mm]
8 180
6 160
140
4
120
2 100
0 80
7,2
Konzistencia sadnutím Obsah vzduchu
6,3 | |||||||||||||||||
180 | 5,7 | 5,1 | |||||||||||||||
170 | |||||||||||||||||
160 | 3,9 | 160 | |||||||||||||||
120 | |||||||||||||||||
100 | |||||||||||||||||
REF-CB-III-1 EXP-CB-III-A-1 1. výroba - rovnaké | REF-CB-III-2 EXP-CB-III-A-2 2. výroba - ihneď | REF-CB-III-3 EXP-CB-III-A-3 3. výroba - po 30 min | |||||||||||||||
7,4 8
Obsah vzduchu [%]
7
6
5
4
3
2
1
0
5 Pevnostné charakteristiky zatvrdnutých betónov pre CB I a CB II
5 Strength characteristics of hardened concretes for CB I and CB II
6 Pevnostné charakteristiky zatvrdnutých betónov pre CB III
6 Strength characteristics of hardened concretes for CB III
47,2
46,9
CPC-1 A-S-1 B-S-1 A-LL-1 CPC-2 A-S-2 B-S-2 A-LL-2 CPC-3 A-S-3 B-S-3 A-LL-3
1. výroba - ihneď 2. výroba - po 30 min 3. výroba - optimal
5,4
4,9
5,2
6,2
5,8
5,7
6,2
5,9
7,0
6,5
6,6
6,9
33,0
37,3
42,8
38,4
41,8
42,3
41,6
37,1
37,5
39,7
Pevnosť v ťahu pri ohybe [MPa] Pevnosť v priečnom ťahu [MPa] Pevnosť v tlaku [MPa]
Pevnosť v ťahu pri ohybe a v priečnom ťahu
10 50
Pevnosť v tlaku
8 40
6 30
3,70
4,00
3,53
3,73
3,82
4 20
2,82
3,03
3,08
3,20
3,25
3,17
3,05
2 10
0 0
Pevnosť v ťahu pri ohybe [MPa] Pevnosť v priečnom ťahu [MPa] Pevnosť v tlaku [MPa]
34,2
35,7
35,0
34,2
36,2
35,8
4,6
5,0
5,5
4,7
4,2
4,5
REF-CB-III-1 EXP-CB-III-A-1 REF-CB-III-2 EXP-CB-III-A-2 REF-CB-III-3 EXP-CB-III-A-3
1. výroba - rovnaké 2. výroba - ihneď 3. výroba - po 30 min
Pevnosť v ťahu pri ohybe a v priečnom ťahu
7 40
Pevnosť v tlaku
6 35
5 30
25
4
20
3,10
3,15
3,25
3
2,95
2,90
3,00
15
2 10
1 5
0 0
CB I podľa kapitoly 5.2.2 STN 73 6123 [2], sú uvedené v tab. 1. Cementy sa v niektorých vlastnostiach líšia od požiadaviek pre cestný portlandský cement (CPC) v CB I:
• vyšším merným povrchom (čo môže spôsobiť zvýšenie spotreby zámeso- vej vody, zvýšené riziko zmraštenia betónu – overujeme ďalšími skúškami),
• vyššou stratou žíhaním okrem CEM III/A (kvôli zmesovosti cementov),
• vyššou hodnotou straty žíhaním
u cementu CEM II/A-LL pripisujeme prítomnosti vápenca CaCO3 (skr. LL), čo sme preukázali termickou analýzou cementu,
• mierne vyšším obsahom MgO pre CEM III/A (pre CB III sa nepredpisuje).
Na základe výsledkov sme zhodnotili, že overované cementy sú vhodné na
ďalšie skúšanie v betónoch pre CBK, kde sa študuje vplyv cementov na podstatné vlastnosti čerstvých a za- tvrdnutých betónov.
Skúšky betónov
Pre skúšky sme použili dve overené re- ceptúry: 1. pre skupinu CB I a CB II a 2. pre CB III. Vyrobili sme vždy tri záme- si betónov a odskúšali ich reologické vlastnosti a pevnostné charakteristi- ky podľa požiadaviek STN 73 6123 [2]. Prvé a druhé zámesi pre CB I a II ob- sahovali rovnaké dávky prísad, v tre- tej zámesi sa optimálne upravili dávky prísad za účelom dosiahnutia rovna- kých reologických vlastností čerstvých betónov. Prvá a tretia zámes sa skú- šala a plnila do foriem ihneď po za- miešaní, druhá zámes po 30 min stá- tia betónu v miešačke. Všetky betóny
mali zložky rovnaké (okrem druhu ce- mentu). Podobne sme postupovali pri CB III, kde prvé zámesi obsahovali rov- naké dávky prísad a skúšali a plnili sa do foriem ihneď po zamiešaní, druhé a tretie zámesi mali upravenú dávku prevzdušňovacej prísady na dosiahnu- tie porovnateľného obsahu vzduchu a boli skúšané ihneď a po 30 min státia v miešačke.
Betón s cestným portlandským cementom (CPC) predstavoval prvý referenčný betón a betóny s CEM II/ A-S (A-S), CEM II/B-S (B-S) a CEM II/
A-LL (A-LL) predstavovali experimentá- lne betóny pre skupiny CB I a CB II (obr. 3 a 5). Pre skupinu CB III bola použitá
2. receptúra betónov s referenčným cementom CEM II/A-S (REF-CB-III) a ex- perimentálnym cementom CEM III/A (EXP-CB-III-A) (obr. 4 a 6).
7 Plastické zmrašťovanie betónov v čerstvom stave 8 Meranie vzniknutej trhliny 9 Detail trhliny
7 Plastic shrinkage of fresh concretes 8 Measurement of a crack 9 Detail of the crack
7 8 9
[1] 1,91 mm
[3] 2,04 mm
[5] 2,09 mm
[2] 2,01 mm
[4] 2,04 mm
Tab. 2 Odolnosť betónov proti chem. rozm. látkam a ich mrazuvzdornosť Tab. 2 Resistance of concretes against chem. deicing agents and their frost resistance
Označenie CBK | Označenie betónu | Odolnosť proti CHRL | Mrazuvzdornosť – 300 cyklov |
odpad po 75/100 cykloch1) [g/m2] | súčiniteľ mrazuvzdornosti [-] | ||
CB I a CB II | REF-CB-I-II-CPC | 223 | 0,91 |
EXP-CB-I-A-S | 337 | 1,02 | |
EXP-CB-I-B-S | 622 | 0,94 | |
EXP-CB-II-A-LL | 340 | 0,91 | |
CB III | REF-CB-III | 57 | 1,00 |
EXP-CB-III-A | 128 | 0,89 |
Pozn.: 1) betóny pre CB I a CB II po 100 cykloch, betóny pre CB III po 75 cykloch
Tab. 3 Odolnosť 90-dňových betónov proti chemickým rozmrazovacím látkam
Tab. 3 Resistance of 90-day concretes against chemical deicing agents
Tab. 4 Parametre trhliny v betónoch
Tab. 4 Parameters of the cracks in concrete
Označenie CBK | Označenie betónu | Parametre trhliny | |||
maximálná šírka [mm] | priemerná šírka [mm] | dĺžka [mm] | celková plocha [mm2] | ||
CB I a CB II | REF-CB-I-II-CPC | 0,47 | 0,28 | 309,6 | 85,2 |
EXP-CB-I-A-S | 0,65 | 0,40 | 295,0 | 138,7 | |
EXP-CB-I-B-S | 2,15 | 1,14 | 277,2 | 348,2 | |
EXP-CB-II-A-LL | 1,59 | 0,94 | 256,3 | 241,2 | |
CB III | REF-CB-III | 1,54 | 0,79 | 356,4 | 281,0 |
EXP-CB-III-A | 1,70 | 0,98 | 314,8 | 307,6 | |
Tab. 5 Pevnosť v ťahu povrchových vrstiev betónov
Označenie CBK | Označenie betónu | Pevnosť v ťahu povrchových vrstiev [MPa] | ||
uloženie vo vode | po 100 cykloch | rozdiel | ||
CB I a CB II | REF-CB-I-II-CPC | 4,15 | 4,26 | 0,11 |
EXP-CB-I-A-S | 4,81 | 4,50 | -0,31 | |
EXP-CB-I-B-S | 3,78 | 3,77 | -0,01 | |
EXP-CB-II-A-LL | 4,04 | 3,92 | -0,13 | |
CB III | REF-CB-III | 2,69 | 2,65 | -0,04 |
EXP-CB-III-A | 2,83 | 2,49 | -0,35 | |
Tab. 5 Tensile strength of the surface layers of concrete
Označenie CBK | Označenie betónu | Odolnosť proti CHRL – 2 odpad po 100 cykloch [g/m ] |
CB I a CB II | REF-CB-I-II-CPC | 111,43 |
EXP-CB-I-A-S | 166,16 | |
EXP-CB-I-B-S | 272,47 | |
EXP-CB-II-A-LL | 272,99 |
Tab. 6 Obrusnosť betónov a ich vlastnosti po dlhodobej expozícii v laboratóriu a exteriéri
Tab. 6 Abrasion resistance of the concretes and their properties after a long-term exposure in the laboratory and outdoors
Označenie CBK | Označenie betónu | Obrusnost betónu – úbytok [%] | Pevnosť v tlaku [MPa] | Pevnosť v priečnom ťahu [MPa] | Dynamický modul pružnosti [GPa] | ||||||||
hmotnosti | výšky | objemu | lab. | exteriér | zmena | lab. | exteriér | zmena | lab. | exteriér | zmena | ||
CB I a CB II | REF-CB-I-II-CPC | 5,7 | 6,1 | 19,1 | 50,6 | 50,8 | 0,2 | 3,73 | 3,88 | 0,1 | 52,8 | 52,0 | -0,7 |
EXP-CB-I-A-S | 6,1 | 6,6 | 20,8 | 55,9 | 58,8 | 2,9 | 4,05 | 3,95 | -0,1 | 53,5 | 52,6 | -0,8 | |
EXP-CB-I-B-S | 6,2 | 6,6 | 20,4 | 57,5 | 52,7 | -4,8 | 4,07 | 3,85 | -0,2 | 52,6 | 50,9 | -1,7 | |
EXP-CB-II-A-LL | 6,3 | 6,7 | 20,7 | 50,6 | 50,2 | -0,4 | 3,68 | 3,75 | 0,1 | 51,2 | 50,1 | -1,1 | |
CB III | REF-CB-III | 3,8 | 3,6 | 11,7 | 57,1 | 57,1 | 0,0 | 4,05 | 3,60 | -0,5 | 48,5 | 47,1 | -1,4 |
EXP-CB-III-A | 3,8 | 3,9 | 12,7 | 58,1 | 55,6 | -2,5 | 4,18 | 3,48 | -0,7 | 50,0 | 46,4 | -3,6 | |
Použitím cementov v experimen- tálnych betónoch pre CB I a II (A-S, B-S a A-LL) sa pri zachovaní dávok prí- sad (prvá a druhá výroba) menili ich reologické vlastnosti – v porovnaní s referenčným betónom (CPC) sa zni- žoval obsah vzduchu a znižovala mie- ra sadnutia xxxxxx (konzistencia). Op- timálnou úpravou dávok prísad (tretia výroba) sa dosiahli betóny porovnateľ- ných reologických vlastností.
Pri zachovaní rovnakých dávok prí- sad (prvá výroba) boli oba betóny pre CB III charakterizované identickou kon- zistenciou sadnutím xxxxxx (S4), pri- čom betón s cementom CEM III/A vy- kazoval výrazne nižší obsah vzduchu. Úpravou dávky prevzdušňovacej prísa- dy (druhá a tretia výroba) sme dosiah- li porovnateľné hodnoty konzistencie a obsahu vzduchu.
Betóny sme ďalej podrobili skúš- kam pevností (obr. 5 a 6), odolnosti po- vrchu proti pôsobeniu vody a chemic- kých rozmrazovacích látok (CHRL) po 75 a 100 cykloch, mrazuvzdornosti po 300 cykloch (tab. 2) a na betónoch z tre- tej (pre CB I a II), resp. prvej (pre CB III) výroby sa stanovil súčiniteľ priestoro- vého rozloženia vzduchových pórov.
Za účelom komplexného zhodnotenia všetkých relevantných vlastností betó- nov sme pre CB III vykonali aj skúšky vlastností, ktoré nemajú špecifikova- né požiadavky podľa STN 73 6123 [2] (mrazuvzdornosť a súčiniteľ priestoro- vého rozloženia vzduchových pórov).
Pri použití overovaných cementov sme v experimentálnych betónoch rovnako ako u referenčných betónov dosiahli parametre pevností podľa kri- térií STN 73 6123 [2] pre jednotlivé sku- piny CBK. Pevnosti experimentálnych betónov sú porovnateľné s pevnosťa- mi referenčných betónov.
U všetkých betónov bola splne- ná požiadavka na minimálny súčiniteľ mrazuvzdornosti 0,85 a maximálny stu- peň odolnosti proti CHRL po 100 (pre CB I a II), resp. 75 (pre CB III) cykloch maximálne 2 (odpad do 500 g/m2), okrem betónu s cementom CEM II/ B-S pre CB I (EXP-CB-I-B-S).
Všetky betóny pre CB I a CB II spl- nili požiadavku na súčiniteľ priestoro- vého rozloženia vzduchových pórov maximálne 0,24 mm [2]. Pre betóny CB III sa v norme STN 73 6123 [2] toto kritérium nepredpisuje.
Pre CB I a II sme vykonali podľa za-
xxxxx XXX opakované skúšky odolnosti betónov proti CHRL vo veku 90 dní od výroby (tab. 3). Zámerom bolo preuká- zanie vplyvu všeobecne známej vlast- nosti zmesných cementov postupného tvrdnutia aj po 28 dňoch. Táto vlastnosť sa využíva pri skúškach pevnosti po 56 alebo 90 dňoch. Zlepšenie výsled- kov opakovaných skúšok po 90 dňoch sa najvýraznejšie prejavilo na betóne s CEM II/B-S, čím sme overili jeho odol- nosť proti CHRL v tejto časovej relácii.
Výsledky 2. etapy projektu Účelom skúšok plastického zmrašťo- vania bolo porovnanie parametrov zá- merne vyvolaných trhlín v betónoch pri rovnakom režime uloženia v špeciálnej forme počas prvých 24 h od zamiešania betónov. Trhlina vznikla účinkom plas- tického zmrašťovania čerstvých betó- nov pomocou pôsobenia vetra a vyvo- lávača napätia (obr. 7 až 9).
Použitím overovaných cementov sa v porovnaní s referenčnými betón- mi ovplyvnilo plastické zmrašťovanie betónov a vznikli trhliny s väčšou šír- kou (tab. 4). Jednu z hlavných príčin uvádzame súčinnosť menšieho ob- sahu slinku a väčšieho merného po-
vrchu overovaných cementov oproti referenčným. V praxi sa redukuje rizi- ko vzniku zmrašťovacích trhlín napr. vhodným počiatočným ošetrovaním. Vplyv cementov na súdržnosť po- vrchových vrstiev betónov sme overo- vali skúškou ich pevnosti v ťahu. Me- rali sme súdržnosti povrchovej vrstvy betónu po úprave zdrsnením pred a po skúške odolnosti proti pôsobe- niu vody a CHRL (tab. 5). Skúšali sme obrusnosť betónov a vyhodnocova- li sme úbytok hmotnosti, výšky a ob- jemu betónovej vzorky po 440 otáč- kach obrusovania brúsnym kotúčom (tab. 6). Overované cementy v porov- naní s referenčnými betónmi význam- ne neovplyvnili obrusnosť betónov
a súdržnosť ich povrchových vrstiev.
Po jednoročnej expozícii betónov v laboratóriu a exteriéri sme odskú- šali dlhodobú pevnosť v priečnom ťahu a v tlaku a dynamický modul pružnosti (tab. 6). Uložením betónov v exteriéri došlo len k marginálnym zmenám v sledovaných vlastnostiach v porovnaní s laboratórnym uložením a referenčnými betónmi.
Literatúra:
[1] XXXX, X. Výhody cementobetónových vozoviek. ASB [online]. 21.07.2011. [cit. 13.08.2021]. Dostupné na: xxx.xx/
stavebnictvo/inzinierske-stavby/vozovky/ vyhody-cementobetonovych-vozoviek
[2] STN 73 6123. Stavba vozoviek. Cementobetónové kryty. 2018.
[3] Cementing the European Green Deal, Reaching climate neutrality along the cement and concrete value chain by 2050 [online]. Cembureau / The European Cement Association. [cit. 25.02.2022]. Dostupné na: xxxxxxxxx.xx/xxxxx/xxxx00xx/xxxxxxxxx- 2050-roadmap_final-version_web.pdf
[4] XXXXXXXX, X. Dosiahnutie uhlíkovej neutrality v cementárenskom priemysle a jej vplyv na betón. In: Zborník príspevkov z konferencie Betón 2021. Štrbské Pleso, 2021, s. 13–15.
[5] STN EN 197-5. Cement. Časť 5: Portlandský kompozitný cement CEM II/C-M a kompozitný cement CEM VI. 2022.
[6] STN EN 197-1. Cement. Časí 1: Zloženie, špecifikácie a kritériá na preukazovanie zhody cementov na všeobecné použitie. 2012.
Záver
Z porovnania výsledkov skúšok expe- rimentálnych a referenčných betónov vyplývajú nasledovné zistenia:
• všetky betóny spĺňajú požiadavky na reologické vlastnosti pre CBK,
• všetky betóny spĺňajú požiadavky na pevnostné charakteristiky pre CBK,
• všetky betóny spĺňajú odporúčanú požiadavku na mrazuvzdornosť pre CBK,
• všetky betóny okrem betónu
s CEM II/B-S spĺňajú požiadavku na odolnosť proti CHRL pre CBK,
• zlepšenie odolnosti betónov proti CHRL bolo dosiahnuté vo veku
90 dní,
• všetky betóny spĺňajú požiadavku na súčiniteľ priestorového rozlože- nia vzduchových pórov pre CBK,
• parametre experimentálnych betónov s overovanými cementmi sú v rámci prvej aj druhej etapy porovnateľné s referenčnými betónmi s normou [2] povolenými cementmi.
Vykonaný rozsah výskumu neob- javil žiadne významné prekážky pre použitie zmesných cementov v CBK, čím sa preukázala ich vhodnosť podľa zadania. Výsledky poukázali na mož- né zhoršenie odolnosti betónu proti CHRL vo veku 28 dní a možnú zvýšenú náchylnosť na vznik zmrašťovacích trhlín v plastickom stave pri použi- tí cementu CEM II/B-S. Preto sa navr- huje pri aplikácii cementu CEM II/B-S v betónoch pre CB I uplatňovať adek- vátne opatrenia na zabezpečenie prija- teľnej odolnosti proti CHRL, ako napr.:
• prísnejšie kritéria v rámci skúšok typu,
• zvýšiť početnosť kontrolných skúšok,
• akceptovať výsledky skúšok vyko- naných na telesách vo veku 90 dní so sprísneným kritériom,
• v rámci projektovania zohľadniť poveternostné podmienky lokality výstavby a pod.
Výsledky ďalej poukázali na po- tenciálne riziko vyššej náchylnosti na vznik zmrašťovacích trhlín v betónoch pre CB kryty s overovanými cementmi v porovnaní s referenčnými cement- mi. Preto sa odporúča venovať zvý- šenú pozornosť pri ošetrovaní hlavne čerstvého a mladého betónu v plas- tickom stave.
V roku 2022 bol ukončený výskum- ný projekt zameraný na overenie po- užiteľnosti nového druhu cementu CEM II/C-M (S-LL) podľa STN EN 197-5
v betónoch podľa STN EN 206+A2. Po- rovnávacími referenčnými cementmi boli CEM I, CEM II/B-M (S-LL) a CEM III/A.
Výsledky budú prezentované na sloven- ských a českých konferenciách.
Tento projekt vznikol vďaka finančnej podpore Zväzu výrobcov cementu SR. Ďakujeme spoločnostiam ALAS SLOVAKIA, s.r.o., Bratislava
a Danucem Slovensko a.s. Rohožník za poskytnutie overených receptúr betónov pre CB kryty.
Xxx. Xxxxxx Xxxxxxxx, XxX. xxxxxxxx@xxxx.xx
Xxx. Xxxxx Xxxxx xxxxx@xxxx.xx
Xxx. Xxxxxx Xxxxx xxxxx@xxxx.xx
Xxx. Xxxx Xxxxxxx, DrSc. xxxxxxx@xxxx.xx
všetci: TSÚS, n. o., Bratislava
inzerce
PR OFESIONÁLNÍ ŘEŠENÍ
Redrock Construction s.r.o. Xxxxx 00/000, Xxxxxxx xxxxx Xxxxx 0, Xxxx Xxxxxx
Telefon: x000 000 000 000
výzkum ■ vývoj ■ výroba ■ obchod ■
pro sanace betonových konstrukcí
poradenství
Fax: x000 000 000 000