5/2007 T ECHNOLOGIE BETONU

Transkript

1 5/2007 T ECHNOLOGIE BETONU

2 SVAZ VÝROBCŮ CEMENTU ČR K Cementárně 1261, Praha 5 tel.: , fax: svcement@svcement.cz 12/ N OVÉ SPOJENÍ P R A H A H L. N., M ASARYKOVO N., L I B E Ň, V YSOČANY, H OLEŠOVICE R EAKTIVNÍ J E M N O Z R N Ý B E T O N D UCTAL /22 SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR Na Zámecké 9, Praha 4 tel.: svb@svb.cz SDRUŽENÍ PRO SANACE BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Sirotkova 54a, Brno tel.: , fax: mobil: ssbk@ssbk.cz / O C H R A N A B E T O N U V OBLASTI ODPADNÍ A PITNÉ VODY 50/ B ETONOVÁ P O H L E D N I C E Z DOVOLENÉ V ÝPOČET STAVŮ NAPĚTÍ A P O Š K O Z E N Í K ARLOVA MOSTU V P R A Z E M ODRÝ B E T O N /59 44/ /49 Č ASOVÝ V Ý V O J NAMÁHÁNÍ V PŮDORYSNĚ Z A K Ř I V E N Ý C H MOSTECH M Ě N Í C Í C H V PRŮBĚHU V Ý S T A V B Y STATICKÝ SYSTÉM ČESKÁ BETONÁŘSKÁ SPOLEČNOST ČSSI Samcova 1, Praha 1 tel.: fax: cbsbeton@cbsbeton.eu

3 O BSAH Ú VODNÍK Michal Števula /2 T ÉMA B ETON KŘIŽOVATKA POŽADAVKŮ Michal Števula /3 M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE V LIV DOBY OŠETŘOVÁNÍ A TEPLOTY BETONU NA RYCHLOST JEHO ZPEVŇOVÁNÍ Alain Štěrba, Tomáš Štěrba /6 N OVÉ SPOJENÍ PRAHA HL. N., MASARYKOVO N., LIBEŇ, VYSOČANY, HOLEŠOVICE, SO 860 ESTAKÁDA MASARYKOVO NÁDRAŽÍ REALIZACE Lukáš Bludský, Milada Mazurová /12 V LIV PŘÍDAVKU VLÁKEN NA VLASTNOSTI LEHKÉHO SAMOZHUTNITELNÉHO BETONU Michala Hubertová, Rudolf Hela /16 R EAKTIVNÍ JEMNOZRNÝ BETON DUCTAL Mark Rebentrost, Pavel Smíšek /22 B ETONOVÁNÍ V ZIMĚ ZA NÍZKÝCH A ZÁPORNÝCH TEPLOT Jaroslav Bezděk /24 B ETÓN ZÁKLADOVEJ DOSKY CYKLOTRÓNOVÉHO CENTRA SLOVENSKEJ REPUBLIKY, PAVILÓN J Igor Halaša, Ján Pullman, Stanislav Unčík /26 S ANACE O CHRANA BETONU V OBLASTI ODPADNÍ A PITNÉ VODY Tomáš Plicka /30 S OFTWARE S TATICKÉ VÝPOČTY A NAVRHOVÁNÍ SPOJITÝCH NOSNÍKŮ Libor Švejda /34 V ĚDA A VÝZKUM V LIV TRHLIN NA TRANSPORTNÍ VLASTNOSTI VYSOKOHODNOTNÝCH BETONŮ Eva Vejmelková, Milena Pavlíková, Pavel Padevět, Petr Konvalinka, Robert Černý /38 Č ASOVÝ VÝVOJ NAMÁHÁNÍ V PŮDORYSNĚ ZAKŘIVENÝCH MOSTECH MĚNÍCÍCH V PRŮBĚHU VÝSTAVBY STATICKÝ SYSTÉM Vladimír Křístek, Lukáš Vrablík /44 M ODRÝ BETON /49 V ÝPOČET STAVŮ NAPĚTÍ A POŠKOZENÍ K ARLOVA MOSTU V PRAZE Jiří Šejnoha, Jan Novák, Zdeněk Janda, Jan Zeman, Michal Šejnoha /50 S TUDIE TERMO- HYGRO- MECHANICKÉHO CHOVÁNÍ TLUSTÉ ZÁKLADOVÉ DESKY Tomáš Koudelka, Tomáš Krejčí a Jiří Šejnoha /54 S PEKTRUM BETONOVÁ POHLEDNICE Z DOVOLENÉ Jana Margoldová /59 R EŠERŠE ZAHRANIČNÍCH ČASOPISŮ /62 A KTUALITY S EMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA /64 F IREMNÍ PREZENTACE MINELCO /5 Loudin a spol., s. r. o. /9 HALFEN-DEHA /11 LIAPOR /21 MC-Bauchemie s.r.o. /29 BETONRACIO /29 Mott MacDonald /33 RIB /35 Agrotec /37 BETOSAN /43 Ing. Software Dlubal /53 VSL /3. S T R A N A O B Á L K Y Ročník: sedmý Číslo: 5/2007 (vyšlo dne ) Vychází dvouměsíčně Vydává BETON TKS, s. r. o., pro: Svaz výrobců cementu ČR Svaz výrobců betonu ČR Českou betonářskou společnost ČSSI Sdružení pro sanace betonových konstrukcí Vydavatelství řídí: Ing. Michal Števula, Ph.D. Šéfredaktorka: Ing. Jana Margoldová, CSc. Produkce: Ing. Lucie Šimečková Redakční rada: Doc. Ing. Vladimír Benko, PhD., Doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc., Ing. Zdeněk Gärtner, Ing. Jan Gemrich, Prof. Ing. Petr Hájek, CSc. (předseda), Doc. Ing. Leonard Hobst, CSc. (místopředseda), Ing. Jan Hrozek, Ing. Jan Hutečka, Ing. arch. Jitka Jadrníčková, Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., Ing. Milan Kalný, Ing. arch. Patrik Kotas, Ing. Jan Kupeček, Ing. Pavel Lebr, Ing. Milada Mazurová, Doc. Ing. Martin Moravčík, Ph.D., Ing. Hana Némethová, Ing. Milena Paříková, Petr Škoda, Ing. Ervin Severa, Ing. arch. Jiří Šrámek, Ing. Vlastimil Šrůma, CSc., MBA, Prof. Ing. RNDr. Petr Štěpánek, CSc., Ing. Michal Števula, Ph.D., Ing. Vladimír Veselý, Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc. Grafický návrh: DEGAS, grafický ateliér, Heřmanova 25, Praha 7 Sazba: 3P, s. r. o., Staropramenná 21, Praha 5 Tisk: Libertas, a. s. Drtinova 10, Praha 5 Adresa vydavatelství a redakce: Beton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, Praha 4 Redakce, objednávky předplatného a inzerce: tel.: redakce@betontks.cz predplatne@betontks.cz Roční předplatné: 540 Kč (+ poštovné a balné 6 x 30 = 180 Kč), cena bez DPH 630 Skk (+ poštovné a balné 6 x 35 = = 210 Skk), cena bez DPH Vydávání povoleno Ministerstvem kultury ČR pod číslem MK ČR E ISSN Podávání novinových zásilek povoleno Českou poštou, s. p., OZ Střední Čechy, Praha 1, čj. 704/2000 ze dne Za původnost příspěvků odpovídají autoři. Označené příspěvky byly lektorovány. Foto na titulní straně: Čerstvý beton v konstrukci Polyfunkčního domu v Křižíkově ul. v Praze 8, foto: Michal Linhart BETON TKS je přímým nástupcem časopisů Beton a zdivo a Sanace. B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 5/2007 1

4 Ú VODNÍK EDITORIAL H EZKÝ P O D Z I M! Tento pozdrav na úvod se zdá být poněkud neobvyklý, nicméně je to tak: léto je pryč a konec roku se blíží. Slovy klasika: Nemusí se nám to líbit, můžeme s tím nesouhlasit, ale to je asi tak všechno, co s tím můžeme dělat. Podzim je z hlediska práce náročné období. Pracovní tempo se zrychluje: projekty, které mají být odstartovány ještě letos a ty, jež mají být do Vánoc dokončeny, vyžadují velký kus úsilí a času. To je myslím určité spojení mezi podzimem a betonem. Již několikrát jsem psal, že technologie betonu postoupila za posledních deset let mílovými kroky kupředu. Připomenemeli si výrobu, dopravu, ukládání betonu, bednění, vyztužování, ošetřování a údržbu betonu a betonových konstrukcí z počátku sedmdesátých let minulého století a porovnáme-li to se současností, jedná se o dobře známé nebe a dudy. Bohužel, pro některé uživatele se na první, a tudíž nejdůležitější, pohled změnilo velmi málo. Přes obrovská zlepšení v jednotlivých krocích při zhotovování betonové konstrukce obdrží zákazník velmi často něco, co nechtěl: beton s povrchem, který se mu nelíbí a který je opraven přestěrkováním nebo jinak. Změnu tohoto stavu lze dosáhnout jen velkým úsilím a časem věnovaným každé části života betonové konstrukce. Informace o betonových konstrukcích s výjimečným povrchem se v tuzemsku objevují pravidelně. Architekti a zákazníci však poukazují na to, že u nás je obtížné podobné nápady realizovat: že pohledový beton není pohledový. Prvním kamenem úrazu je obvykle úvodní komunikace. Pohledový beton je beton, na který se hledí, neboli, který je vidět. Zároveň se předpokládá, že by to měl být pohled oku libý. Je jasné, že bez další podrobnější specifikace zde máme obrovské množství možností: pro někoho je pohledový beton hladký, až ocelově lesklý povrch s minimem pórů a bublin, pro dalšího pravidelný rastr po bednících dílech, obtisk prken bednění atd. Běžným požadavkem v tuzemsku je beton bez trhlin tzn. i bez vlasových. Přitom pro beton je normální, že trhliny má, má i póry a další drobné imperfekce. To je povaha materiálu. Proto je pro dobrý výsledek počátek komunikace zcela zásadní. Pro všechny zúčastněné je potřeba získat představu: 1. jaký je záměr investora, 2. je-li technicky uskutečnitelný, 3. jaká je pracnost v jednotlivých etapách (projekce, technologická příprava, odzkoušení postupů, proškolení pracovníků projektanta, výrobce betonu a dodavatele stavby), 4. jaká je časová náročnost a 5. jaká bude cena. Pokud se zanedbá nebo odloží některý z výše uvedených bodů, je později jen malá naděje, že s výsledným pohledovým betonem budou spokojeni všichni zúčastnění a že na něj se zalíbením pohlédnou. Často se mezi odborníky na beton hovoří o tom, jak ho vnímá laická veřejnost, jak nešťastně jsou u ní zapsána betonová sídliště z komunistické minulosti, že se slova zabetonovat, betonový a vybetonovaný používá v tisku v pejorativním významu. Mnohokrát jsem viděl v televizi reportáž o vybetonovaném korytu místního toku, přičemž za reportérem bylo možné vidět kamenným zdivem upravené břehy potoka. V myslích lidí je zakořeněn další rozpor, který si ani neuvědomují: chtějí dokonalé stavby z mimořádně kvalitního materiálu třeba betonu, ale zároveň v nich přežívá pocit: co na tom je, pár ohnutých drátů, zamíchat vodu s cementem a pískem a přitom za to chtějí tolik peněz. Všichni betonáři znají dohady o tom, má-li být stropní deska tlustá 180 nebo raději jen 160 mm, není-li ve sloupu nějak moc drátů a tak pořád dokola. Přitom z hlediska ceny, vezmeme-li například administrativní budovu, činí náklady na železobetonovou nosnou konstrukci přibližně 20 % (beton a výztuž včetně dopravy na staveniště, dopravy po staveništi, bednění, práce a všech dalších úkonů nutných ke zhotovení konstrukce). Tenčí stropní deska přinese úspory materiálu a tudíž snížení ceny, ale v řádech menších než 1 % z výše uvedených 20 %, tzn. hrubým odhadem asi 0,2 % z ceny stavby. Tato úspora je pak vyvážena zvýšeným rizikem průhybů a větším vlivem každé imperfekce. Náklady na obklady vstupní haly a na pozlacené kliky od dveří zpochybňovány nejsou. Přesto, že za posledních patnáct let kvalita, stejně jako požadavky, na beton významně vzrostly, je potřeba šířit informace mezi všechny účastníky výstavby a dále mezi laickou veřejnost. Dát důraz a udělat si čas na každý detail betonové konstrukce na cestě od rýsovacího prkna až k lidem, kteří jej ošetřují při tuhnutí a tvrdnutí. Důležité je to zejména v době, kdy se pracovní tempo zrychluje. Velký kus práce byl vykonán, ale cesta je daleká. Je to jako při sportu: zlepšit výsledek o jedno procento znamená i třikrát větší úsilí. Nezapomeňte, že kromě hektického pracovního tempa, přinášejí říjnové a listopadové dny i pěkné počasí a pestré barvy. Ještě jednou: Hezký podzim! Michal Števula ředitel vydavatelství BETON TKS, s. r. o. 2 B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 5/2007

5 T ÉMA TOPIC B ETON KŘIŽOVATKA P O Ž A D A V K Ů CONCRETE CROSSROAD OF R E Q U I R E M E N T S M ICHAL ŠTEVULA Beton se mnoha lidí dotýká různým způsobem. Projektant, stavitel, výrobce cementu, kameniva, betonu, investor, uživatel a laická veřejnost na něj nahlíží z jiného úhlu pohledu. Concrete can touch people by different way. Designer, constructor, producer of cement, aggregate, concrete, investor, user and laik community can see it from a different point of view. V novodobé historii absolvoval beton cestu vývoje v oblasti kvality vstupních materiálů, rozšíření jejich počtu o příměsi a přísady, v oblasti technologie čerstvého betonu, vyztužování, zdokonalování navrhování konstrukcí a v přístupech k jeho trvanlivosti, odolnosti a vlivu na životní prostředí od těžby a výroby vstupních surovin, přes výrobu čerstvého betonu, realizaci stavebního díla až po recyklaci na konci jeho života. Zapomenout nelze ani na vývoj legislativy a zejména na požadavky investorů. Tento mnohoparametrický proces je navíc od minulosti směrem k současnosti stále rychlejší. Beton se tak v mnoha ohledech stává křižovatkou, kde se tyto požadavky stýkají, některé se navzájem podporují a jiné jdou v určitý časový okamžik proti sobě. Následující odstavce mají ukázat některé ze vztahů ovlivňujících něco tak jednoduchého jako je beton. P OHLED ČÍSLO 1 ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Dnes velmi často užívaný termín, který je kromě objektivní potřeby lidí žít ve zdravém klimatu vyvoláván jako džin z láhve pokaždé, chce-li někdo zapůsobit na laickou veřejnost. Jak to ale vypadá z pohledu celého procesu výstavby týkajícího se betonu: Projekt Každá větší stavba musí být v rámci řízení ke stavebnímu povolení (nebo i dříve) posouzena dle Zákona č. 100/ 2001 Sb. o posuzování vlivů na životní prostředí tzv. EIA a popřípadě SEA. Technicky a funkčně správný návrh přispěje k delší trvanlivosti konstrukce. Vstupní suroviny pro beton Kamenivo jeho těžba je pod pozorným dohledem veřejnosti žijící v okolí lomů. Otevření nových ložisek je mimořádně obtížné. Obyvatelé žijící v blízkosti plánovaných lomů si nepřejí jejich otevření a provoz s tím související. Technické požadavky investora a projektanta jsou často velmi striktní (kamenivo s nízkým nebezpečím pro vznik alkalicko-křemičité reakce), požadavky ČSN EN na mrazuvzdornost kameniva apod. Ložisko požadovaného kvalitního kameniva může ležet ve značné vzdálenosti od stavby. Užitím vybraného kameniva se na jedné straně zvýší trvanlivost stavby na druhé straně však i její pořizovací cena a negativní vlivy na okolí dané větší přepravní vzdáleností. Cement těžba surovinových součástí, zejména nízkoprocentních vápenců pro výrobu cementu, je stejně jako těžba kameniva pod pozorným dohledem veřejnosti žijící v okolí lomů a otevření nových je mimořádně obtížné. Obyvatelé žijící v blízkosti plánovaných lomů si nepřejí jejich otevření a provoz s tím související. Vlivem investic do zdokonalených technologií výroby cementu a betonu: klesl objem těžby vysokoprocentního vápence pro výpal slínku za rok 2006 v porovnání s rokem 1990 o 36,5 %, pevné emise z výpalu slínku byly ve stejném období sníženy o 97,5 %, celkové emise CO 2 sníženy o 21,2 %, objem výroby cementu snížen asi o 38 %, celková spotřeba tepla snížena o 18,2 %, podíl alternativních paliv (biomasa, použité pneu a další) vzrostl z 1 na 39 %. Asi 70 % cementů používaných v České republice je struskových či popílkových. Využívá se některých odpadů z provozů elektráren a vysokých pecí. Téměř všechny výrobny cementu vlastní certifikát dle ČSN EN systém environmentálního managementu, některé i ČSN EN systém managementu bezpečnosti a ochrany zdraví při práci. Provoz cementáren podléhá režimu integrovaného povolení IPPC a emisních povolenek dle EU. Jejich množství bylo pro současný rok navýšeno o 2 %, přičemž růst ekonomiky a hospodářství byl okolo 6 %. Vhodné typy popílků a strusky jsou používány jak pro výrobu cementu, tak i betonu. Výroba čerstvého betonu Výrobní zařízení betonárny podléhají platným hygienickým předpisům (prašnost, hlučnost). Každá nová výrobna musí být v rámci řízení ke stavebnímu povolení (nebo i dříve) posouzena dle Zákona č. 100/ 2001 Sb. o posuzování vlivů na životní prostředí tzv. EIA a popřípadě SEA. Současným standardem je rovněž certifikace dle ČSN EN systém environmentálního managementu, někde i ČSN EN systém managementu bezpečnosti a ochrany zdraví při práci. Výroba betonu tříd C12/15 a vyšších podléhá certifikaci. Od roku 1997 proběhlo šest vln certifikací dle měnících se norem a Nařízení vlády. To je v průměru téměř každý druhý rok nová certifikace. S postupným vývojem technologií výroby a získávanými zkušenostmi klesá průměrné množství cementu v 1 m 3 betonu. Mezi roky 2000 a 2006 asi o 4 %. Do čerstvého betonu jsou používány příměsi: vhodný popílek a struska odpady z hutního a elektrárenského průmyslu. Recyklace čerstvého betonu se stala běžnou součástí systému. Beton nezpracovaný na staveništi nebo odmítnutý je odvezen zpět na betonárnu a recyklován. To znamená, že se rozdělí na kamenivo a kalovou vodu. Obojí je možné využít pro výrobu betonů nižších tříd, pokud to projektant či investor z technických důvodů nezakáží. Provádění stavby Stavební společnosti podléhají při výstavbě platným hygienickým předpisům (prašnost, hlučnost, omezení provozu apod.). Řada B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 5/2007 3

6 T ÉMA TOPIC z nich je vybavena certifikátem dle ČSN EN systém environmentálního managementu a ČSN EN systém managementu bezpečnosti a ochrany zdraví při práci. Funkce konstrukce Správně navržená konstrukce má s odpovídající údržbou předpokládanou odolnost a trvanlivost (životnost). Zkušenosti z dob dřívějších byly často hořké, díky kombinaci špatné kvality vstupních materiálů, neodborné výroby a ošetřování betonové konstrukce a absence i nejzákladnější údržby. Konec života konstrukce Po rozhodnutí odstranit konstrukci z betonu, může být tato za určitých pravidel recyklována předrcením a roztříděním a použita jako recyklované kamenivo do betonu. Dobrým příkladem jsou kompletní rekonstrukce dálnic v bývalém NDR. P OHLED ČÍSLO 2 TECHNICKÉ SPECIFIKACE, TRVANLIVOST Trvanlivost betonových konstrukcí se v posledních deseti letech projevila jako klíčový požadavek. Množství životních situací, kterými musí betonová konstrukce projít za padesát a více let, je obrovské. Variabilita agresivních prostředí rovněž. Některé z problémů nejsou ještě zcela objasněny a názory uznávaných odborníků se od sebe liší. Dobrým příkladem je diskuze o nutném provzdušnění mrazuvzdorných betonů. K tomu se připojují požadavky dodavatele stavby na konzistenci, množství a rychlost vývoje hydratačního tepla, rychlost náběhu pevností a další. Je zřejmé, že i zde jdou mnohé proti sobě (například provzdušnění pevnost v tlaku). Provzdušnění rovněž ovlivňuje cenu betonu a výrobní kapacitu betonárny, neboť provzdušněný beton se mísí až třikrát déle než neprovzdušněný. P OHLED ČÍSLO 3 CENA Některé aspekty zvyšující cenu konstrukce z betonu jsou uvedeny výše. Následují další: Použití speciálních cementů či kameniva zvýší cenu betonu nejenom o rozdíl v základních položkách, ale i o náklady spojené s nutností mít navíc skládku kameniva nebo silo na cement s možností dávkování do míchačky. Požadavek na speciální úpravy betonu, například povrchu, je možné zajistit pouze po zkouškách betonáže a s vyškoleným personálem ve výrobně i na stavbě. Legislativa v podobě nových a vracejících se vln certifikací. Změny norem na výrobu betonu i pro navrhování konstrukcí. Ještě v devadesátých létech byl součinitel zatížení pro vlastní tíhu konstrukčního železobetonu 1,1 a dnes je 1,35. Po zavedení ČSN EN stouply požadavky na beton asi o dvě pevnostní třídy. Dominantní se místo únosnosti stala trvanlivost. Ne zcela odladěné požadavky norem. Příkladem je v evropské normě připravovaná klasifikace kameniva dle nebezpečí alkalicko-křemičité reakce. Rakousko na příkladu realizovaných a sledovaných staveb doložilo, že předložený navrch klasifikace řadí asi 70 % z nich do kategorie s nebezpečím AK reakce, avšak výsledky monitoringu na konstrukcích to neprokazují. Splnění požadavků na životní prostředí znamená investice, a tudíž i jinou cenu finálního produktu. To se týká základních surovin (provoz lomu a jeho konsolidace po ukončení těžby), výroby cementu, výroby betonu, dodavatele stavby i konstrukčního řešení. Zavedení režimu emisních povolenek může při jejich nedostatku významně navýšit cenu cementu (a jiných stavebních materiálů). Cementárny jsou vybaveny špičkovou technologií na snížení emisí síry a dusíku. V současné době není technické řešení pro další snížování emisí CO 2. Změna výše DPH u staveb pro bydlení. Zvýšení cen energií a paliv v průběhu posledních deseti let. Ekologická daň pro veškerá paliva a elektrickou energii od roku P OHLED ČÍSLO 4 ESTETIKA Nově navržená konstrukce musí být rovněž estetická. Příjemné působení na uživatele stavby je součástí životního prostředí. P OHLED ČÍSLO 5 VŠECHNO DOHROMADY Výsledkem všech pohledů je koktejl, kde se velmi hravě může projevit motýlí efekt. Změňte drobně charakteristiku kameniva a dostanete významně jinou cenu a vliv na životní prostředí. Často proti sobě jdou i požadavky ze stejných kategorií: v technické například provzdušnění a pevnost v tlaku nebo rychlý nárůst pevnosti a malé smrštění, v oblasti životního prostředí neochota skupiny lidí povolit otevření nového lomu a zájem jiné jezdit co nejdříve po nové kvalitní dálnici. V oblasti ceny chceme levné stavby, ale trvanlivé. Z ÁVĚR Závěrem lze říci, že celý problém je mimořádně pestrý, a tím i komplikovaný. Při jeho řešení je zapotřebí v rozumné míře akceptovat všechna hlediska a nepreferovat či silově prosazovat pouze jedno z nich. Je třeba, aby si všichni zúčastnění uvědomili, co je technicky možné a jak se každý z požadavků promítá do celkové ceny stavebního díla. Pak nemohou vzniknout díla, jež jsou například esteticky zdařilá, avšak s omezenou funkčností a někdy i několikanásobně vyšší cenou, než by mohla být při rozumném kompromisu technických, estetických a ekologických požadavků. Zároveň je nezbytné tyto informace ve vhodné formě předkládat i laické veřejnosti, která snadno podléhá různým názorům jenom proto, že jsou hlasitější. To se jeví aktuální zejména v době, kdy se ozývají dotazy k porovnání cen staveb veřejných v tuzemsku a v zahraničí a kdy se státní pokladna úspěšně zadlužuje i v současných létech hojnosti. Ing. Michal Števula, Ph.D. Svaz výrobců betonu ČR Na Zámecké 9, Praha 4 Nusle tel: svb@svb.cz, 4 B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 5/2007

7 photo: Søren Madsen, Stavajte progresívne s novou odskúšanou a overenou technológiou MagnaDense ponúka nové možnosti výstavby betónových konštrukcií. MagnaDense dlhodobé bezúdržbové riešenie pre aplikácie pri špeciálnom zakladaní stavieb, betónových konštrukciách v prostredí pod vodnou hladinou a tienení rádioaktivity. MagnaDense naturálny oxid železa, vysokokvalitná prísada do betónu nepoškodzujúca životné prostredie. Radi Vám poskytneme viac informácií. MINELCO SR, phone , fax ,

8 M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES V LIV DOBY OŠETŘOVÁNÍ A TEPLOTY B E T O N U NA RYCHLOST J E H O ZPEVŇOVÁNÍ THE EFFECT OF THE TIME OF C U R I N G AND TEMPERATURE OF CONCRETE ON ITS HARDENING S P E E D A LAIN ŠTĚRBA, TOMÁŠ ŠTĚRBA Mnohé technologické fáze výroby monolitického a prefabrikovaného betonu jsou závislé na znalosti rychlosti zpevňování betonu. Pro vysokou variabilitu místních podmínek se nejspolehlivěji vychází z výsledků experimentální činnosti a ze zažité zkušenosti. Při jejich nedostatku jsme odkázáni na teoretické znalosti. Pro jejich popsanou složitost může pomoci i v závěru uvedený výpočetní program Maturibet. Numerous technological phases of production of monolithic and prefabricated concrete depend on the knowledge of concrete hardening speed. In order to achieve a high variability of local conditions as reliably as possible, professionals ensue from the outcomes of experiments and experience gathered. If those are missing, engineers are left to their theoretical knowledge. The calculation program Maturibet presented at the end may also be of help to solve their described complexity. Zralost (maturity) betonu [1] je zpravidla posuzována podle růstu krychelné pevnosti a to ve vztahu k pevnosti po 28 dnech normálního vlhkého ošetřování (v tolerovaných mezích kolem 20 C). U jiných vlastností betonu je průběh poněkud jiný (z hlediska vodotěsnosti jde např. o významnější vliv dlouhodobějšího ošetřování, naopak u pevnosti v tahu je rychlost zpevňování zpravidla vyšší). V tomto příspěvku bude až na výjimky sledován pouze růst krychelné pevnosti obyčejného neprovzdušněného betonu, případně i těžkého betonu. (Pro nepříznivý vliv pórovitého kameniva a vzduchových pórů na dlouhodobé pevnosti se zpevňují lehké a provzdušněné betony relativně rychleji.) P ŘÍKLADY OBLASTI VYUŽITÍ odhad doby ukončení ošetřování v době záporných teplot (ošetřování krytím povrchu do pevnosti povrchu betonu alespoň 5 MPa), odhad doby odformování svislých stěn, odhad doby ošetřování do získání vlastností odpovídajících požadavkům na odolnost proti vlivům prostředí (v roce 2007 bude ČSN P ENV [2] doplněna o nároky na třídy ošetřování s požadavky na podíly pevnosti 30, 50 a 70 % z charakteristické pevnosti), stanovení doby odformování (případně uvolnění podpěr) vodorovných konstrukcí v závislosti na požadavcích statika, stanovení doby ošetřování do doby předpínání (zpravidla požadováno dodržení pevnosti 70 % charakteristické pevnosti). Některé soudobé požadavky na technologické pevnosti v prefabrikaci uvedl Čížek [3]: Pro železobetonové dílce s výslednou pevností 45 až 55 MPa se požaduje po 14 ± 2 h (jednodenní výrobní cyklus) odformovací pevnost 22,5 ± 2,5 MPa, pro předem předpjaté dílce s výslednou pevností 55 až 75 MPa se po stejné době požaduje pevnost 37,5 ± 2,5 MPa. Ve vztahu k průměrné dvacetiosmidenní pevnosti se tedy obvykle vyžadují relativní pevnosti 45 a 58 %. V zájmu hospodaření cementem (tím i energií) lze v souhlasu s ustanovením čl ČSN EN [4] využít růst pevnosti po 28 dnech k provádění kontroly shody ve stáří betonu 56 nebo 90 d. V případě použití cementů s vyšším obsahem latentně hydraulických složek (strusky a pucolánů) a/nebo podobně působících příměsí se tak zvětší krychelná pevnost o 15, resp. 25 % (i více). Takto lze v odůvodněných případech eliminovat negativní vliv uvedených pojiv na rychlost tvrdnutí, a tím využít jejich kladný vliv na odolnost betonu proti některým vlivům prostředí. Požadavky norem Pro velký vliv a rozmanitost výchozích podmínek je třeba pro specifikaci rychlosti tvrdnutí spoléhat v prvé řadě na výsledky zkoušek. (Dále uvedená zobecnění jsou uvedena hlavně pro použití při nedostatku experimentálních údajů). Tato skutečnost je v ČSN EN normativně respektována pouze tím, že je pro stanovení doby ošetřování v čl. 7.2 Informace od výrobce betonu odběrateli betonu dána možnost uvedení informace o průběhu nárůstu pevnosti betonu buď údaji podle tabulky 12, nebo křivkou průběhu nárůstu pevnosti při 20 C v době mezi 2 a 28 d. V článku je dále specifikován pevnostní součinitel (v další části příspěvku je součinitel označován jako φ 2 ) jako poměr poměrné pevnosti v tlaku po 2 d (f cm,2 ) k průměrné pevnosti v tlaku po 28 d (f cm,28 ). Dále je zde uvedeno, že tento součinitel se stanoví při průkazních zkouškách, nebo že je založen na známých vlastnostech betonu srovnatelného složení. V normativní příloze normy A (Průkazní zkouška) však požadavky uvedeného druhu chybějí. Z tohoto důvodu se zkouška krychelné pevnosti po 2 d provádí spíše výjimečně. Pro sobotní a nedělní pracovní volno v laboratořích je dalším možným důvodem i skutečnost, že z uvedeného důvodu je provádění průkazních zkoušek omezeno pouze na pondělí, úterý a středu. Účelnost dvoudenních zkoušek je však pro odhad růstu pevnosti nezpochybnitelná. Jedním z důvodů je i potřebná návaznost na zkoušení cementu (až na výjimku u cementů třídy 32,5 N se cementy CEM povinně zkoušejí i po 2 d). Ve vztahu k otázce zralosti a normalizaci je zajímavá zpráva [5], že v Holandsku platí norma NEN 5970 Stanovení nárůstu pevnosti mladého betonu v tlaku na základě vážené zralosti, která byla uveřejněna po dobrých zkušenostech s metodou vypracovanou panem de Vree. Z ÁVISLOST KRYCHELNÉ PEVNOSTI NA DOBĚ OŠETŘOVÁNÍ PŘI TEPLOTĚ 20 C Jak bylo uvedeno výše, je třeba v prvé řadě spoléhat na údaje získané experimentem. Teoretická znalost průběhu zpevňování může však účinně pomoci v případě nedostatku uvedených údajů, případně ke zpřesnění interpolace. Proti dřívějšímu stavu se nyní významně rozšířila škála používaných materiálů (hlavně širším používáním přísad a příměsí) a technologií (včetně samozhutni- 6 B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 5/2007

9 M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES Obr. 1 Průběhy nárůstu pevnosti podle vztahu v EN 1992 [6] v závislosti na pevnostním součiniteli φ = f cm,t / f cm,28. Průběhy nárůstu pevnosti dle ČSN EN [4]: R rychlý, S střední, P pomalý, VP velmi pomalý. Fig. 1 Strength growth diagrams by the relation in EN 1992 [6] depending on strength coefficient φ = f cm,t / f cm,28. Strength growth diagrams in accordance with ČSN EN [4]: R fast, S medium, P slow, VP very slow 1,40 1,30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 = 0,50 = 0,30 = 0,15 Obr. 2 Závislost měrné dvoudenní pevnosti φ 2 [1] = f c,2 / f c,28 betonu na jeho krychelné pevnosti R28 [MPa] po 28 d a na poměru počáteční a normalizované pevnosti cementu φ cem,2 [1] = f cem2 /f cem,28. Teplota betonu během ošetřování: 20 C. Fig. 2 Dependence of specific two-day strength φ 2 [1] = f c,2 / f c,28 of concrete on its compressive cube strength R28 [MPa] after 28 days on the ratio of the initial and standardized strength of cement φ cem,2 [1] = f cem2 /f cem,28. The temperature of concrete during curing is 20 C. telného betonu). Z tohoto důvodu nelze obecně používat dříve (i nyní) publikované vztahy, které modelují růst pevnosti pevným vztahem, např. ϕ = = + (), (1) kde je f cm,t krychelná pevnost [MPa] betonu v době t, f cm,28 krychelná pevnost [MPa] betonu po 28 d (obvykle střední hodnota pevnosti betonu v tlaku), t stáří [d] betonu. Vztah (1) byl určen [6] jen pro intenzivně zhutňované betony vysokých tříd a nelze jej použít pro stáří menší než 1 d. Pro hrubější odhady je velmi dobře použitelný vztah uvedený v EN 1992 [7]: ϕ = =, (2) 0,10 0, mez 0,50 mez 0,30 mez 0,15 kde s je koeficient závislý na druhu cementu a na všech dalších parametrech betonu. S cílem propojit tento vztah s výše uvedeným hodnocením dle ČSN EN jsou v obr. 1 ilustrovány průběhy růstu pevnosti pro normativní rychlosti růstu pevnosti betonu (rychlý, střední, pomalý a velmi pomalý). Jediným součinitelem s nelze samozřejmě vyjádřit další vlivy působící na rychlost tvrdnutí v období kratším než cca 2 d, nebo naopak v pozdějším období po 28 d. V prvém případě závisí mimo jiné na rychlosti tuhnutí betonu, a tím i na konzistenci a na vlastnostech přísad a příměsí. V druhém případě (např. z hlediska stáří betonu po 56 a 90 d) narušuje plynulost vztahu pozdější hydratace příměsí (resp. některých hlavních složek směsných cementů) s pucolánovými a/nebo latentně hydraulickými vlastnostmi. Nevýhodou většího počtu volnosti pevnosti (dalších proměnných součinitelů) je naopak nebezpečí fyzikálně výjimečného nemonotónního průběhu. Pro případ, že pevnostní součinitel φ 2 není znám, lze jej odhadnout pomocí vztahu (3), kde je φ cem,2 poměr počáteční pevnosti cementu po 2 d k jeho normalizované pevnosti (po 28 d) a regresní součinitelé a i mají přibližné hodnoty: a 1 0,25, a 2 13, a Exponent a 4 vyjadřuje přibližný vliv konzistence, příměsí a přísad. Jeho průměrná hodnota je a 4 = 1. Jeho směrné mezní hodnoty jsou: a 4,min = 0,8; platí pro velmi tuhé konzistence, pro betony bez pucolánů (např. popílku) a latentně hydraulických látek, případně pro přísady, které ϕ ϕ ϕ + ( ϕ ), (3) + ϕ B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 5/2007 7

10 S TAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 1. Zadání výsledků zkoušek čas teplota dosažená pevnost t [d] T [ C] rz [1] , , , , , , ,05 Poznámky Beton Herstellung nach Norm (Beton výroba podle normy), 2001 Verlag Bau+Technik; str. Horní meze pevností při použití cementů tříd 42,5R, 52,5N a 52,5R. 1,30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 rv5 rv10 rv20 rv30 0,25 0,5 0,75 1 1, Obr. 3 Výtah z výstupu Maturibet I : tabulka dat zadaných pro regresní analýzu, poznámky (použité zdroje), grafický výstup průběhů zpevňování při teplotách betonu 5, 10, 20 a 30 C. Fig. 3 Extract from the Maturibet I output: a table of data set for the regression analysis, notes (sources used), graphical output of the courses of hardening under the temperatures of concrete equal to 5, 10, 20 and 30 C Maturibet IVAb: směrný odhad bez znalosti výsledků zkoušek; odhad náběhu absolutní pevnosti betonu Název skupiny odhadů Příklady Název odhadu Obr 4 Druh cementu CEM II/A Pevnostní třída cem. 32,5 R Znalost rc2, rc7 rc2 i rc7 neznámé rc2 rc7 Příměsi *) 50 až 119 kg/m 3 Typ stanovení konzistence sednutí kužele Konzistence S4 ( mm) T [ C] 20 R28 [MPa] 34 Plastifikační přísady mírně zpomalující tuhnutí TRUE Snížený vliv teploty, např. použitím vhodné přísady na bázi PCE FALSE Další zpoždění tuhnutí [h] Z hodnot průběhu pevnosti při 20 C jsou provedeny odhady pro A=5,3 Vypočtené výsledky Průběh nárůstu pevnosti dle Tab.12 ČSN EN pomalý T [ C] ,33 0,50 0,75 1 1, Tabulka absolutních pevností betonu v MPa (podklad pro graf) R [MPa] t [d] t [d] t [d] t [d] 0,2 0,82 0,55 0,33 0,24 1,4 1,2 0,83 0,50 0,36 3,6 1,8 1,2 0,75 0,54 5,9 2,5 1,7 1,0 0,72 9,9 3,7 2,5 1,5 1,1 12,9 5 3,3 2,0 1,4 17, ,0 2,2 21, ,7 24, , , , , , , , Vysvětlivky T [ C] průměrná teplota betonu R28 [MPa] krychelná pevnost ve stáří 28 dní při teplotě 20 C rc2 [1] poměr pevnosti cementu po 2 a 28 dnech rc7 [1] poměr pevnosti cementu po 7 a 28 dnech t [d] stáří betonu (doba od zamíchání do provedení zkoušky krychelné pevnosti) r [1] relativní pevnost = R/R28 R [MPa] absolutní krychelná pevnost při zvolených podmínkách rch [%] požadovaná relativní pevnost ve vztahu k charakteristické pevnosti fck *) Obsah popílku a/nebo strusky Obr. 4 Výstup řešení Maturibet IVAb (minimální výchozí údaje: nejsou známy jiné výsledky zkoušek než zadané údaje). Fig. 4 Output of the Maturibet IVAb solution (minimal initial data: no other test results are known except for the set data) 8 B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 5/2007

11 S TAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES příznivě ovlivňují rychlost zpevňování; a 4,max = 1,2; platí pro velmi tekuté konzistence a/nebo pro vysoké dávky méně účinných příměsí (např. hnědouhelného popílku). Z ÁVISLOST KRYCHELNÉ PEVNOSTI NA TEPLOTĚ Rychlost zpevňování betonu není závislá pouze na rychlosti chemických reakcí vyjádřené např. Arrheniovou rovnicí nebo poučkou van t Hoffa. Pro relativní hrubost pojivových zrn průběh závisí i na rychlosti difúzních procesů; po zpevnění do zralosti odpovídající směrně pevnostnímu součiniteli φ = 0,3 se stávají převládajícím mechanizmem zpravidla difúzní procesy. Nemalou roli hraje i vliv teploty na charakter vznikajících hydrosilikátů. Při modelování matematických vztahů je třeba vzít v úvahu i vliv teploty na pevnost ztvrdlého betonu: při zvýšené teplotě výroby a ošetřování betonu dostaneme zpravidla nižší výsledné pevnosti než při běžné nebo dokonce snížené teplotě betonu (např. 5 C) [8]. Z uvedených důvodů se tato část příspěvku bude zabývat jen vztahy pro počáteční obor pevnostního součinitele (nejvýše do φ = 0,7). Vztahy publikované do roku 1989 (autoři Saul, Papadakis, Bresson, metoda CEMIJ, Říha, Kolísko) přehledně a výstižně zhodnotil Kolísko [9]. Pro teploty ošetřování do 30 C vyjadřuje poměrně dobře vliv teploty na dobu ošetřování jednoduchý vztah (4): +, (4) + kde je T [ C] průměrná teplota betonu během doby ošetřování, t T [d] doba ošetřování při teplotě T [ C], t 20 [d] doba ošetřování při teplotě 20 C, A parametr závislý na vlastnostech betonu; při použití pomalu tvrdnoucích pojiv a při vyšších vodních součinitelích (nízkých pevnostech betonu) je A 0. Střední hodnota je kolem A 4. Směrná horní mez je A 10 (hodnota podle Saula); vyšší hodnota byla pro počáteční obor zpevňování zjištěna zcela výjimečně. Pro teploty ošetřování nad 30 C vyhověl pro stanovení odformovacích pevností vztah (5): ( ), (5) Na rozdíl proti vztahu (4) vztah (5) lépe vystihuje kladný vliv vyšších teplot (směrně do 80 C) na počáteční fázi tvrdnutí (směrně do pevnostního součinitele φ = 0,4). N EPŘESNOST UVEDENÝCH VZTAHŮ Výše uvedené vztahy nevyjadřují dostatečně výstižně závislost na důležitých faktorech jako: druh a třída cementu, plastifikační a další přísady (zpomalovač tuhnutí, hyperplastifikátory druhu PCE), příměsi (hlavně popílek) a jejich obsah, vodní součinitel, případně jeho vliv vyjádřený (při známých vlastnostech cementu) výslednou pevností betonu v tlaku, Maturibet usnaduje uživatelm stanovit nárst pevnosti betonu jak v závislosti na dob a teplot ošetování, tak i na vlastnostech betonu (složení, konzistence) a jeho složek (zvlášt cementu), umožní lépe odhadnout doby ošetování v závislosti na technologické pevnosti potebné pro odformování, pedpínání a pro odolnost proti vlivm prostedí (vetn vlivu záporných teplot) Unibet II program pro stanovení zralosti betonu (maturity, maturité, maturitas) nové a doplnné vydání programu Unibet vydaného v dob zavádní SN EN Krom program pro ešení receptur betonu, pro vyhodnocování zkoušek a dalších pomcek Unibet II nov obsahuje: automatické ešení zrnitosti kameniva a všech pevných složek, inverzní program k programu receptur (výpoet pevnosti podle zadané zámsi), komentá k aktualizovaným požadavkm TKP 18, Technicko-kvalitativne podmienky, as 18, Betón na konštrukcie. Autoi programu: Ing. Alain Štrba a.sterba@volny.cz Ing. Tomáš Štrba tomas.sterba@gmail.com Objednávky na uvedených webových stránkách, nebo na adrese: Loudin a spol., s.r.o. tel./fax: , Smetanova 1263, Tábor obchod@loudin.eu B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 5/2007 9

12 M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES + ʹ + ( ) ( ) + α, (6) konzistence; ovlivňuje průběh tvrdnutí i prodloužením doby tuhnutí. Nejzávažnějším nedostatkem vztahů (4) a (5) je jejich nevhodnost v oblasti vyšších zralostí: špatně vyjadřují výše uvedený nepříznivý vliv teploty na výslednou pevnost betonu. Při vyšším stupni hydratace se kladný vliv teploty na rychlost hydratace zmenšuje, často dochází až k zápornému vlivu (zvláště při použití rychle tvrdnoucích cementů) viz komentované obr. 3 a 4. Ř EŠENÍ SOFTWAROVÝM PROGRAMEM MATURIBET Pro současné možnosti výpočetní techniky lze nepřesnosti uvedených vztahů částečně omezit i za cenu zvýšení jejich složitosti a jejich vzájemné provázanosti. Nikdy nebude však možno všechny vlivy vyjádřit stejně výstižně jako zkouškami v konkrétních podmínkách. Proto je dále popsaný program Maturibet v prvé řadě zaměřen na vyhodnocení experimentů. Pro obvyklou nedostatečnost experimentálních údajů byla však úprava (modifikace, doplnění) uvedených vztahů nutná i v tomto případě. Ve vztahu (2) doporučeném v EN 1992 je např. pevná hodnota exponentu (0,5) nahrazena exponentem e vypočteným ze získaných zkoušek za použití nelineární regrese. Podle provedených zkoušek byl tento exponent v oboru <0,25; 0,75>. Tím byla nepřímo prokázána i vhodnost doporučené hodnoty 0,5 (resp. v originálu uvedené druhé odmocniny). Podle vztahu (2) začíná zpevňování v čase t = 0. Tento nedostatek pozdější fázi zpevňování ovlivňuje jen nepatrně; má však velký vliv na počáteční fázi zpevňování. Proto je dále v uvedeném vztahu (i v dalších vztazích) počátek zpevňování posouván tak, aby přibližně odpovídal procesu tuhnutí. Pro obvyklou neznalost dob tuhnutí je tato doba odhadována z údajů o použitém pojivu (cementu, příměsí), přísadách a konzistenci. Nepřímo lze dále uvedenou dobu určit minimalizací reziduální odchylky. Výše uvedené vztahy vynikají na pohled plynulým (hladkým) průběhem. Ve skutečnosti je v případě použití pucolánových a latentně hydraulických látek (jak složek cementu, tak i příměsí) plynulost průběhu částečně narušena opožděným začátkem jejich hydratace, a tím i dobou jejich největšího vlivu na rychlost zpevňování betonu. Proto je v zaváděném programu využit i složitější model zpevňování vyznačený kombinací tří různých průběhů zpevňování zvolených tak, aby nebyla narušena monotónnost výsledného průběhu a aby byl přesněji modelován průběh zpevňování i v dobách po 28 d. Program je určen především pro použití při výrobě monolitického betonu. Proto je zaměřen na vliv teplot od 5 do 30 C. (Pro současné pokroky v technologii betonu a pro potřebu snižovat spotřebu energie vyhovuje uvedený obor částečně i potřebám prefabrikace.) Pro uvedené teploty používá program rovnici (4). V případě dostatečného počtu výchozích dat (viz obr. 3 a jeho část 1. Zadání výsledků zkoušek ) je hodnota A automaticky určena regresní analýzou. Pro vyjádření vlivu teploty v oblasti pokročilé zralosti (směrně při pevnostním součiniteli nad φ = 0,3) byl dále vztah (4) nahrazen výrazem t T : (6), kde je α součinitel určovaný regresní analýzou nebo pevnou hodnotou 1,2, f 1 (1 T/20) funkce teploty s nulovou hodnotou pro T = 20 C, f 2 (t, T) funkce modelující negativní vliv vyšší zralosti na průběh zpevňování a na výslednou pevnost, f 3 funkce vyjadřující vliv obsahu pucolánových a latentně hydraulických složek betonu. Nevýhodou uvedených nových vztahů je jejich relativní složitost. Vlivem množství sledovaných faktorů je navíc výpočetní systém dosti nepřehledný, a tím bez výpočetního programu prakticky nepoužitelný. Program obsahuje čtyři části. Pro nezastupitelnou důležitost experimentálních údajů je hlavní část určena vyhodnocení výsledků zkoušek, případně údajů uvedených v odborné literatuře: (obr. 3) a zde uvedený cenný pramen o vlivu teploty. Další důležité specifikace tohoto vlivu jsou uvedeny v knize [10]. Další části jsou určeny pro případy omezeného počtu výsledků zkoušek. Část IV se použije v případě, kdy vedle znalosti 28d pevnosti (f cm ) jsou známy jen údaje o složení betonu a o konzistenci (obr. 4). Hlavním výstupem jsou grafy, které Literatura: [1] ČSN :2003 Navrhování stavebních konstrukcí Slovník Část 2: Betonové konstrukce [2] ČSN P ENV : 2001 Provádění betonových konstrukcí Část 1: Společná ustanovení [3] Čížek P.: Poznatky z BIBM kongresu o prefabrikaci Amsterdam 2005, 3. konf. Prefabrikace a betonové dílce 2005 [4] ČSN EN 206 1:2001 Beton-Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda [5] Druckfestigkeit: NEN 5970 vorgelegt (Pevnost betonu v tlaku: zavedena v NEN 5970), beton 5/2002 [6] Voves B., Včelová H.: Předpjatý vysokopevnostní beton křehké porušení výbuchem, 6. konference Technologie betonu, Pardubice 2007 [7] Procházka J.: Zavádění EN 1992 Navrhování betonových konstrukcí do praxe Úvodní část, Beton TKS 1/2003 [8] Štěrba A.: Poznámky k vlivu teploty na vlastnosti betonu, Beton TKS 5/2003 [9] Kolísko J.: Diplomní práce Zralost a pevnost betonu, 1989, ČVUT, Fakulta stavební [10] Příručka technologa Beton suroviny výroba vlastnosti, 2005, Českomoravský beton, a. s., Českomoravský cement, a. s., Českomoravské štěrkovny, a. s. zpravidla vyjadřují jak závislost na době ošetřování, tak i závislost na teplotě betonu. S výjimkou regresních výpočtů lze graficky porovnat i několik alternativ. V jednotlivých částech výpočtu lze volit vstupy i výstupy buď v absolutních nebo relativních hodnotách (jako poměry k 28d pevnosti při teplotě 20 C). Program provádí i inverzní výpočty (výpočet doby ošetřování pro požadovanou pevnost a teplotu ošetřování). Autoři děkují za podklady a spolupráci, především ZAPA beton, a. s., Stachema Kolín, s. r. o., a BASF Stavební hmoty, s. r. o. Ing. Alain Štěrba a.sterba@volny.cz Ing. Tomáš Štěrba tomas.sterba@gmail.com oba: Loudin a spol., s. r. o. Marie Pujmanové 1582, Praha 4 10 B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 5/2007

13 HALFEN-DEHA. Když se bezpečnost vyplatí. ČSOB, Praha-Radlice HALFEN botky sloupů HCC Botky pro železobetonové prefabrikované sloupy: snadná montáž, velmi ekonomické. Nové botky sloupů HALFEN Vám poskytnou praktické řešení pro spojení sloup základ, nebo sloup sloup. Jméno HALFEN-DEHA má bohaté zkušenosti v oblasti betonu, fasády a montáže. Abyste mohli i Vy využít našeho know-how, definovali jsme jasně naše cíle: pro Vaši bezpečnost a spokojenost jednáme férově, na bázi partnerství, dynamicky a bez kompromisů - jak v kvalitě, tak ve službách. Ve všem, co děláme. Tyto hodnoty jsou každodenním heslem zaměstnanců poboček HALFEN-DEHA po celém světě. Snažíme se, abyste dostali nejvyšší kvalitu materiálu s nejlepšími službami. Úzký kontakt se zákazníkem nám umožňuje kompetentně uspokojovat jeho potřeby. Na to se můžete kdykoliv spolehnout. Výrobky HALFEN-DEHA jsou synonymem kvality, bezpečnosti a ochrany pro Vás a Vaši firmu.

14 M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES N OVÉ SPOJENÍ P R A H A H L. N., MASARYKOVO N., LI B E Ň, VYSOČANY, HOLEŠOVICE, SO 860 ESTAKÁDA M ASARYKOVO NÁDRAŽÍ R E A L I Z A C E NEW LINK PRAGUE MAIN RAILWAY STATION, MASARYK S RAILWAY STATION, - LIBEŇ, VYSOČANY, HOLEŠOVICE, SO 860 RAILWAY VIADUCT OVER THE MASARYK S RAILWAY STATION ERECTION L UKÁŠ BLUDSKÝ, M ILADA MAZUROVÁ Estakáda Masarykovo nádraží je součástí stavby Nové spojení. Nosná konstrukce mostu je předpjatý komůrkový nosník a je tvořena kombinací prefabrikovaných prvků a monolitického betonu. V příspěvku je popis výstavby nosné konstrukce, skruže, použitého beton, technologie betonáže a sledování konstrukce během realizace. The bridge Masarykovo nádraží is a part of project New link. The superstructure is a prestressed box girder, which is a combination of precast units and in situ concerete. This paper describes the process of realization, falsework, concrete used, concrete technology and monitoring of the structure during the realization. Estakáda Masarykovo nádraží převádí čtyřkolejnou železniční trať z Hlavního nádraží na Libeň a Vysočany přes ulici Husitskou, Trocnovskou a prostor lokodepa Masarykova nádraží (obr. 1). Opěra Hlavní nádraží sousedí s mosty Seiferova (dokončenými 2002 a 2004), opěra Vítkov je bezprostředně před portály nově budovaných tunelů Vítkov. Nosná konstrukce je navržena jako betonový komůrkový předpjatý spojitý nosník o dvanácti polích s průběžným kolejovým ložem (obr. 2). Nosník je kombinací prefabrikovaných prvků filigránů a obloukových vzpěr (kapotáží) a monolitické části trámů, ztužidel a desek (obr. 3). Rozpětí jednotlivých polí jsou 39, , x ,5 m, celková délka mostu je 443 m (obr. 4). P OSTUP VÝSTAVBY NOSNÉ KONSTRUKCE Nosná konstrukce je realizována v deseti etapách, pracovní spára je vždy přibližně ve čtvrtině rozpětí pole. Postup realizace každé etapy je následující: výstavba skruže, vytvoření bednění spodní desky montáž prefabrikátů DL a DP (obloukových vzpěr) armování spodní desky betonáž spodní desky bednění trámů a ztužidel armování trámů a ztužidel betonáž trámů a ztužidel odbednění trámů a ztužidel montáž prefabrikátů HS, HL a HP (filigránů) armování horní desky (mostovky) betonáž mostovky předepnutí (příčné a podélné předpětí) povolení skruže injektáž kanálků předpínací výztuže demontáž skruže. Z důvodů koordinace s ostatními objekty, harmonogramu a z důvodů statických je konstrukce realizována zprostředka, dočasně pevné ložisko je na pilíři P6, po dokončení nosné konstrukce bude pevné ložisko přesunuto na opěru O1 (Hlavní nádraží). 1 2 S KRUŽ A BEDNĚNÍ Na bednění základových patek, opěr a jejich křídel bylo použito běžné systémové bednění. Na dříky a hlavice pilířů bylo firmou Doka vyrobeno speciální vytvarované bednění. Bednění spodní desky nosné konstrukce je tvořeno podlahou na skruži a dolními prefabrikáty. Pro podskružení estakády přes Masarykovo nádraží je využíván systém Staxo od firmy Doka, tj pevná prostorová skruž. Na dolní desku se staví opakovatelné bednění trámů a příčníků. Mostovka je podbedněna ztraceným bedněním horními prefabrikáty (filigrány). Estakáda kříží dvě frekventované komunikace (ulice Husitskou a Trocnovskou). Pro vyřešení těchto křížení musela být využita kombinace prostorové skruže s materiálem PIŽMO a ocelovými nosníky. Ulice Trocnovská je lemována starými zárubními zdmi, které nejsou pro založení skruže dostatečně únosné. Doplňující průzkumy podloží zpochybnily původní úvahy o založení v místě chodníků. Zvolené řešení využilo bárky PIŽMO osazené na železobetonové pasy, vytvořené za zdmi u komunikace Trocnovská. Pasy byly založeny z větší části na pilotách. Vodorovná konstrukce byla vytvořena z ocelových nosníků IPE 1000 délky 26 m. Nad nosníky je umístěna skruž DOKA. Tíha betonované konstrukce by vedla k velkým a neúnosným průhybům nosníků IPE Proto byl proveden závěs z tyčí Dywidag v místě napojení na 12 B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 5/2007

15 M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES dříve zhotovenou část nosné konstrukce. Také bylo využito volných kabelů montážně instalovaných do deviátorů připravených pro budoucí volné kabely. Provoz v Trocnovské ulici nebyl ovlivněn. V ulici Husitské bylo nutno řešit nepříznivé křížení pod malým úhlem, nedostatečnou konstruční výšku pro konstrukci skruže a bednění nad průjezdním profilem, podepření v místech mezi pilíři a problémy se založením. Estakáda zde vede nad jinou mostní konstrukcí, nad opěrnou zdí a nad komunikací s živým provozem a inženýrskými sítěmi pod vozovkou. Skruž je řešena jako systém příčných bran nesoucích podélné ocelové nosníky IPE 1000 a bednění DOKA. Založení skruže je provedeno na pilotových základech a zčásti na panelových rovnaninách. Svislá konstrukce je z materiálu PIŽMO a v místě nadpodporového příčníku nad pilířem P2 s ohledem na extrémně velkou reakci z materiálu ŽP16. Podskružení zde vlastně bylo samostatnou komplikovanou mostní konstrukcí, přičemž projektant skruže se musel vypořádat s ještě více omezujícími a limitujícími faktory, než je tomu u návrhu vlastního mostu. B ETON Beton (tab. 1) dodávala TBG Metrostav z betonárky Rohanský ostrov, případně Písnice a Radlice (stejné suroviny a receptury betonu). Na každou část mostu, na každý úsek betonáže je navrhována směs splňující často velmi protichůdné požadavky. Zejména pevnost a její potřebný rychlý nárůst je v protikladu s požadavkem na omezení vývinu hydratačního tepla vzhledem k betonovaným průřezům. Důležité jsou podmínky betonáže, a to zejména značná hustota betonářské výztuže a špatný přístup pro eventuální zhutňování betonu. Beton spodní stavby Do pilot byl použit beton C30/37 XA1 samozhutňující. Základy a spodní část dříků byly betonovány betonem C35/45 XF2 konzistence S5 ( velmi lehce zhutnitelný ), hlavy pilířů C35/45 samozhutňující (značná hustota výztuže, cca 350 kg/m 3 ). Opěry a křídla jsou z betonu C35/45 konzistence S5. Beton nosné konstrukce Použitý beton je C35/45 XF2. Předpisy jednoznačně stanovují požadavek na portlandský cement (předpjatá konstrukce, bludné proudy), zároveň se však jedná o konstrukci značně masivní (hlavní trámy tloušťky 1,3 m, nadpilířové ztužidlo tloušťky 3 m), a tak bylo nutno receptury navrhovat s ohledem na maximální možné omezení vývinu hydratačního tepla. Nosná konstrukce je betonována ve třech fázích. Nejprve spodní deska, pak trámy a ztužidla a nakonec mostovka (obr. 5 a 6). Pro spodní desku (jejíž horní povrch je vodorovná rovina most je v nulovém podélném spádu) je použit běžný samozhutňující beton. Pro trámy a ztužidla je navržena směs s maximálním možným omezením hydratačního tepla snížením dávky cementu na minimální hodnotu umožněnou předpisy a s omezením velikosti zrn kameniva. Horní deska je pak realizována z betonu běžné konzistence, která umožňuje vytvoření dostředného sklonu 3 % horního povrchu a s požadavkem na dosažení 80% charakteristické pevnosti ve stáří betonu 5 d (pro předpínání). Část stavby Objem betonu [m 3 ] Pilotové založení Spodní stavba Nosná konstrukce prefabrikáty Nosná konstrukce monolit Celkem Tab. 1 Objemy spotřebovaného betonu Tab. 1 Volumes of consumed concrete Kromě výhod přináší použití samozhutňujícího betonu také nevýhody, a to zejména nutnost pečlivého utěsňování bednění a důkladné kotvení. Samozhutňující beton tlačí na bednění plným hydrostatickým tlakem, a je tedy nutné sledovat a případně i omezovat rychlost ukládání betonové směsi a udržet tak namáhání bednění (zejména trámů a ztužidel) v přijatelných mezích. Prefabrikáty nosné konstrukce Prefabrikáty nosné konstrukce jsou vyráběny přímo na staveništi (obr. 7). Doprava z prefy by představovala nadměrné břemeno a kromě značné nákladnosti přepravy by znamenala další zatížení centra Prahy dopravou. Rozhodujícími požadavky na recepturu betonu je zejména rychlé dosažení odformovací pevnosti (prefabrikáty jsou zdvihány z forem ve stáří necelých 2 d) a odolnost proti zkřivení prefabrikátů dotvarováním po odformování. Zároveň u prefabrikátů DL/DP (boční kapotážní) je směs navržena tak, že umožňuje vytvoření horního povrchu ve sklonu cca 30 od vodorovné roviny. Obr. 1 Situace Fig. 1 Layout Obr. 2 Konečný architektonický návrh Fig. 2 Final architectural design 3 4 Obr. 3 Příčný řez nosnou konstrukcí Fig. 3 Cross section of superstructure Obr. 4 Postup realizace podélně Fig. 4 Order of building steps longitudinal B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 5/

16 M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES Obr. 5 Hotové, odbedněné podélné trámy a příčná ztužidla, bude následovat osazování filigránů Fig. 5 Completed longitunal beams and crossbeams before erection of upper precast units. 5 Obr. 6 Konstrukce s dokončenou mostovkou Fig. 6 Structure with the completed bridge deck 6 7a 7b Obr. 7 Výroba prefabrikátů na stavbě, a) sestavený armokoš prefabrikátu, b) připravená forma s vloženým armokošem, c) prefabrikát ve formě, d) prefabrikáty osazené v konstrukci Fig. 7 Production of the precast units on the building site, a) reinforcement of the precast unit, b) ready form with reinforcement, c) precast unit in the form, d) erected precast units in the bridge structure 7c 7d 14 B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 5/2007

17 M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES C 35/45 XF2 Nové spojení Receptura pro prefabrikáty ukládání do sklonu nízkoprovzdušněný 2 4 % průměrný obsah vzduchu 2,6 % konzistence mm sednutí max.vodní součinitel 0,45 cement CEM I 42,5 R Radotín 0 4, 8 16, Dobříň kamenivo Zálezlice přísady Sika Aer, Melment (Stachement MM) směrodatná odchylka R2 30,5 3,19 Průměrná pevnost MPa R7 43,5 3,32 R ,4 Odolnost proti Chrl [g/m 2 ] 107 Vodotěsnost [mm] 9 Receptura pro spodní desku, trámy a příčníky neprovzdušněný konzistence samozhutnitelný beton cement CEM I 42,5 R Radotín 0 4, 4 8, 8 16 Dobříň kamenivo Zálezlice příměs popílek Ledvice přísady Sika Addiment FM 350 směrodatná odchylka R2 25 3,48 Průměrná pevnost MPa R7 39,5 3,23 R28 53,5 2,29 Odolnost proti Chrl [g/m 2 ] 127 Vodotěsnost [mm] 13 Receptura pro horní desku nízkoprovzdušněný 2 4 % průměrný obsah vzduchu 2,7 % konzistence mm sednutí kužele max.vodní součinitel 0,45 cement CEM I 42,5 R Radotín 0 4, 8 16,11 22 Dobříň kamenivo Zálezlice přísady Sika Aer, Melment (Stachement MM), Sika Addiment FM 350 směrodatná odchylka R2 29,5 3,59 Průměrná pevnost MPa R7 43 3,84 R28 51,5 3,66 Odolnost proti Chrl [g/m 2 ] 61 Vodotěsnost [mm] 10 Tab. 2 Tab. 2 Charakteristiky dodávaného betonu Dimensions of the concrete Doprava a ukládání betonu Beton je na stavbu z betonárky (resp. záložní betonárky) dodáván pomocí autodomíchávačů, ukládán je mobilním čerpadlem s dosahem až 52 m, samozřejmostí je zajištění záložního čerpadla pro případ poruchy. S ohledem na umístění stavby v centru města a riziko dopravních kolapsů jsou betonáže přednostně směřovány na víkendové dny. S LEDOVÁNÍ KONSTRUKCE BĚHEM REALIZACE Sledování konstrukce během realizace se soustředilo na dva hlavní problémy, a to sledování sedání prostorové skruže a sledování teplot v konstrukci. Podloží plochy staveniště je tvořeno až 8 m mocnou vrstvou historických navážek různého materiálu a s různou kvalitou zhutnění, proto byla na místě obava ze sedání prostorové skruže během výstavby. Spodní deska prvních realizovaných etap byla dovyztužena (v případě nerovnoměrného sedání by byla namáhána při betonáži trámů a ztužidel) a skruž prvních realizovaných etap (shodou okolností i s nejhorší kvalitou podloží) byla geodeticky sledována, změřené průměrné sednutí bylo cca 5 mm (max. 9 mm) a obavy z nadměrného a nerovnoměrného sedání se tedy nepotvrdily. Do konstrukce byla zabetonována teplotní čidla (sledování vývinu hydratačního tepla, teploty uvnitř masivní konstrukce, na povrchu betonu, teploty vzduchu) a teplota je sledována. Toto sledování zároveň přináší představu o tepelném režimu takto masivní konstrukce během ročních období a o reakci konstrukce na výkyvy počasí zkušenosti budou využity při přesunu pevného ložiska z dočasného umístění na pilíři P6 na opěru O1 a při osazení kolejového dilatačního zařízení nad opěru O2 (Vítkov). Maximální změřená teplota (ohřátí vývinem hydratačního tepla) byla 92 C v nadpodporovém příčníku. Teplota sama o sobě není problémem, problémem je gradient teploty, a tím namáhání čerstvého betonu masivní konstrukce. Proto je nutné pečlivé ošetřování (zejména trámů a ztužidel), jehož základem je ponechání dřevěného bednění trámů a ztužidel minimálně 5 d a zakrytí betonu pro zamezení vypařování vody a ochlazování povrchu betonu. S TAV VÝSTAVBY V ZÁŘÍ 2007 V současné době je dokončena fáze č. 8, dokončuje se fáze č. 7. Dokončení nosné konstrukce se předpokládá v březnu Ing. Lukáš Bludský SSŽ, a. s., OZ 9 Seifertova 5, Praha 3 tel.: , fax: bludskyl@ssz.cz, Ing. Milada Mazurová TBG Metrostav, s. r. o. Rohanské nábř. 68, Praha 8 tel.: , fax: technolog.tbgmts@comp.cz B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 5/

18 M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES V LIV PŘÍDAVKU VLÁKEN NA VLASTNOSTI LEHKÉHO SAMOZHUTNITELNÉHO B E T O N U THE EFFECT OF FIBRE R E I N F O R C E M E N T ADDITION ON THE LIGHTWEIGHT SELF COMPACTING CONCRETE PROPERTIES M ICHALA HUBERTOVÁ, R UDOLF HELA Příspěvek popisuje poznatky z etapy vývoje lehkých samozhutnitelných betonů (LWSCC) zabývající se studiem vlivu různých typů vláken na vlastnosti LWSCC (reologické i základní fyzikálně-mechanické vlastnosti). The paper describes the research results of Lightweight Self Compacting Concrete (LWSCC) development, especially of the influence of fibre reinforcement on the LWSCC properties (the rheology and basic physico-mechanical properties). Rovnoměrné rozptýlení vláken v betonu může významným způsobem ovlivnit některé fyzikálně mechanické vlastnosti pokládané za jeho slabiny. Především schopnost betonu odolávat účinkům tahových napětí, křehký charakter jeho porušení a v neposlední řadě i projevy objemových změn při jeho tvrdnutí a zrání či tepelném namáhání. Při návrhu a výrobě vláknobetonu je nutné vhodně zvolit druh vlákna, jeho odpovídající množství a technologii výroby, která je složitější než u normálního betonu. Vlákna obecně mohou výrobu betonu komplikovat z důvodu jejich odlišného chování a vlastností oproti ostatním složkám. Vlákna se aplikují v matricích složených z prakticky čistého cementu až po klasické malty a betony. Do klasických maltových a betonových směsí se jako krátkovlákenné vyztužení v běžné stavební výrobě v největší míře používají vlákna ocelová, skleněná (alkalivzdorná) a syntetická organická (polypropylenová, celulozová apod.). Díky rychlému vývoji v této oblasti se dnes objevují aplikace s novými polymerními vysokomodulovými vlákny z polyetylénu (PE) nebo z polyvinylalkoholu (PVA). Dále existují vlákna speciální, jako jsou vlákna uhlíková, nylonová, hliníková a whiskery (velmi jemný typ vláken krystalické povahy do velikosti 1 μm). Mezi nejpodstatnější vlastnosti vláken pro návrh vláknobetonu patří modul pružnosti v tahu, mez pevnosti v tahu a hustota. Významný je vliv vláken na potlačení vzniku trhlin v betonu. Jakýkoli cementový kompozit se v průběhu vysychání a ochlazování smršťuje. Pokud změně objemu materiálu není bráněno, hovoříme o volném smršťování (nevzniká napětí). Omezením objemových změn dochází v materiálu k nárůstu napětí. V místech, kde napětí dosáhne tahové pevnosti materiálu (betonu), se začne rozvíjet trhlina. Rozvoj, šíření a spojování trhlin vede ke vzniku větších poruch, které mohou dále vést až k destrukci konstrukce. Proto je důležité zabránit vzniku těchto trhlin, a to ve všech směrech konstrukce. Pro omezení objemových změn cementové matrice a následného vzniku trhlin se používají vlákna s vysokou jemností, jejichž modul pružnosti by měl být vyšší než u matrice. Nejpoužívanější jsou v tomto případě vlákna polypropylénová a skleněná. Vyztužení betonu musí být rovnoměrné. Dávkování jemných vláken se pohybuje od 0,7 do 1,1 kg/m 3 betonu. Tyto vlákna zhoršují zpracovatelnost (pokles cca o 30 až 60 mm při zkoušce sednutí kužele). Při míchání těchto betonů je nutné použít intenzivní způsoby (míchačky s nuceným oběhem) nebo prodloužit dobu míchání, aby nevznikly shluky vláken. Všesměrně rozptýlená jemná vlákna dokáží zvýšit houževnatost a odolnost materiálu právě proti vzniku a šíření trhlin zejména v ranném stádiu zrání. Platí to i pro skleněná a ocelová vlákna, i když jejich aplikací lze dosáhnout i určitého zvýšení pevností v tahu za ohybu ve srovnání s nevyztuženou matricí. Ve ztvrdlém stavu, kdy mají trhlinky při namáhání betonu tendenci šířit se a spojovat v trhliny větší, zajišťují omezení a stabilizaci tohoto procesu, a zvyšují tak celkovou houževnatost betonu. Pro zvýšení vybraných mechanických vlastností betonu se používají vlákna kovová a syntetická. Rozdíl mezi vláknobetonem a prostým betonem je zřejmý z porovnání pracovních diagramů obou betonů při namáhání v tahu, resp. tahu za ohybu. Projeví se nejen nárůst pevnosti způsobený oddálením vzniku trhlinek v jeho struktuře, ale především fakt, že i po vzniku viditelných trhlin aktivovaná vlákna způsobují, že vláknobeton je jako houževnatý materiál schopen přenášet jistá reziduální tahová napětí. E XPERIMENTÁLNÍ PRÁCE Lehké betony vykazují dost křehké lomové chování. Za účelem zvýšení duktility těchto betonů se může s výhodou použít vláknové rozptýlené výztuže. Během vývoje lehkých samozhutnitelných betonů (Light Weight Self Compacting Concrete LWSCC) na Ústavu technologie stavebních hmot a dílců Fakulty stavební v Brně vznikla myšlenka ověřit vliv různých druhů vláken na vlastnosti již navržených a ověřených receptur LWSCC. V rámci experimentálních prací byly vyrobeny dvě sady receptur. Jedna sada obsahovala lehké kamenivo Liapor v kombinaci s přírodním kamenivem (označení REC I) a druhá byla vyrobena výhradně s lehkým kamenivem Liapor (označení REC II). V každé sadě byla vyrobena referenční receptura, která byla dále modifikována různými typy vláken. Byla použita syntetická vlákna délky 50 mm v množství 1, 4 a 8 kg/m 3, což je obvyklé rozmezí dávkování. Dále byla použita polypropylenová vlákna délky 12 mm v množství 0,91 kg/m 3 (0,1 % objemových) a dva druhy ocelových vláken. První typ ocelových vláken měl kruhový průřez o průměru 0,4 mm a délce 12 mm. Druhý typ ocelových vláken byl podélně zvlněný, kruhového průřezu průměru 0,6 mm a délky 20 mm. Oba druhy ocelových vláken byly dávkovány v množství 25 kg/m 3. Každá sada tedy obsahovala sedm receptur, tj. jednu referenční a šest receptur s přídavkem vláken (schéma a označení receptur viz obr. 1). Základní složení referenčních receptur je uvedeno v tabulce 1. Na jednotlivých recepturách byl sledován vliv přídavku různých typů vláken na reologické vlastnosti, které byly zkoušeny obvykle používanými metodami pro samozhutnitelné betony. Jednalo se o zkoušku rozlití obráceného Abramsova kužele, Orimet, J-Ring a L-Box. Zpracovatelnost těchto receptur byla zkoušena 16 B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 5/2007

19 M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES CEM I 42,5 R [kg] přírodní kamenivo [kg] Liapor [m 3 ] popílek [kg] prášková mikrosilika [kg] PCE [%] stabilizátor [kg] v/c Obr. 1 Schéma a označení receptur Fig. 1 Schema and marking of set I and set II of mix-designs Tab. 1 Složení referenčních receptur Tab. 1 Mix proportion (reference mix) Tab. 2 Reologické vlastnosti souboru receptur REC I Tab. 2 Rheological properties of set I REC I , ,5 1,4 0,39 REC II , ,5 1,4 0,39 Test / zpracovatelnost [min] / doporučené hodnoty Slump flow [mm] Flow time [s] Orimet [s] L Box h 2 /h 1 REC I REC I 1kg REC I 4kg REC I 8 kg REC I PP REC I zvlněná REC I rovná 0 2,6 2,4 2,5 6,4 5,5 3,8 3,2 2 až ,1 4, ,2 4, až ,5 3,1 3,5 7 8,3 4,9 4 1 až ,3 4,8 4,8 9,1 13,4 8,1 7, , ,74 0,89 0,95 0,8 až ,91 0, ,48 0,74 0,83 v časech po namíchání, po 60 a po 90 min. Dále bylo prováděno měření objemových změn, a to jak v čerstvém stavu ihned po namíchání, tak v průběhu zrání na ztvrdlém betonu. Nakonec byly stanoveny fyzikálně-mechanické vlastnosti těchto receptur včetně statických modulů pružnosti. Diskuze výsledků čerstvý beton Pro měření objemových změn čerstvého betonu ihned po namíchání byla použita speciální forma. Tělo formy je kónické délky 375,55 mm, jedno čelo formy je pevně spojeno s tělem formy, druhé posuvné čelo umožňuje volný pohyb a je schopno sledovat změny délky uloženého čerstvého betonu. Součástí těla formy je stojan pro uchycení digitálního úchylkoměru s výstupem na PC a přesností 0,001 mm, hodnoty jsou automaticky zaznamenávány po 30 min. do PC. Na obrázku 2 je graficky znázorněn průběh objemových změn v čerstvém betonu souboru receptur REC I v čase ihned po namíchání betonu do 48 h od namíchání. Čerstvý beton uložený do konické formy nebyl ošetřován, teplota v místnosti během měření byla cca 20 C. K nejrychlejším změnám v objemu docházelo v průběhu prvních 10 h od zamíchání čerstvého betonu, poté se změny ustálily. Mimo přídavku syntetických vláken v množství 1 kg/m 3 měla všechna vlákna pozitivní vliv na omezení objemových Obr. 2 Průběh objemových změn v čerstvém stavu souboru receptur REC I Fig. 2 Volumetric changes of fresh concrete set I Obr. 3 Průběh objemových změn během zrání betonu receptur REC I Fig. 3 Volumetric changes of concrete set I during concrete setting B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 5/

20 M ATERIÁLY A TECHNOLOGIE MATERIALS AND TECHNOLOGIES Obr. 4 Pevnost v tlaku jednotlivých receptur po 7 a 28 d Fig. 4 Compressive strength of each mix-design after 7 and 28 days Obr. 5 Pevnost v tahu za ohybu jednotlivých receptur Fig. 5 Flexural strength of each mix-design Obr. 6 Pevnost v příčném tahu (Brazilská zkouška) jednotlivých receptur Fig. 6 Splitting tensile strength (Brazillian test) Obr. 7 Závislost mezi dynamickým modulem pružnosti LWSCC a statickým modulem pružnosti Fig. 7 Relationship of dynamic and static elasticity modules of LWSCCa statickým modulem pružnosti Obr. 8 Závislost mezi dynamickým modulem pružnosti lehkého vláknobetonu a pevností v tlaku po 28 dnech Fig. 8 Relationship of dynamic elasticity modulus and compressive strength of LWSCC Obr. 9 Porovnání převodních součinitelů pro lehké vláknobetony a obyčejné betony Fig. 9 Conversion coefficient comparison of lightweight fibre reinforcement concrete and normalweight concrete 18 B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 5/2007