PRAKTICKÁ ZKUŠENOST S VÝROBOU A DOPRAVOU UHPC PRACTICAL EXPERIENCE WITH PRODUCING AND TRANSPORT OF UHPC



Podobné dokumenty
NOSNÍK UHPC PRO MOSTNÍ STAVBY

DRÁTKOBETON PRO PODZEMNÍ STAVBY

Teplárenská struska a její využití jako náhrada drobného kameniva

Betony pro vodonepropustné a masivní konstrukce

DRÁTKOBETON PRO SEGMENTOVÁ OSTĚNÍ TUNELŮ

Tlaková síla Hmotnost [g] hmotnost [kn] b [mm] h [mm] l [mm]

POTĚROVÉ BETONY S VEDLEJŠÍM ENERGETICKÝM PRODUKTEM ELEKTRÁRENSKÝM POPÍLKEM A JEJICH ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI

Betony pro bytovou výstavbu

Zkušební postupy pro beton dle ČSN EN 206

Vodotěsný beton ZAPA AQUASTOP vs. beton s krystalizačními přísadami. Ing. Tomáš ZNAJDA, Ph.D. technolog speciální produkty

některých případech byly materiály po doformování nesoudržné).

Fibre-reinforced concrete Specification, performance, production and conformity

VYSOKOPEVNOSTNÍ BETONY A UHPC HIGH STRENGTH CONCRETE AND UHPC

Vliv syntetických vláken na vlastnosti lehkých samamozhutnitelných betonů

OPTIMALIZACE NÁVRHU CB VOZOVEK NA ZÁKLADĚ POČÍTAČOVÉHO A EXPERIMENTÁLNÍHO MODELOVÁNÍ. GAČR 103/09/1746 ( )

N o v é p o z n a t k y o h l e d n ě p o u ž i t í R o a d C e m u d o s m ě s í s t u d e n é r e c y k l a c e

BETOTECH, s.r.o., Beroun 660, Beroun CENÍK PRACÍ. platný od J.Hradec. Brno

TKP 18 MD zásady připravované revize

v PRAZE - ZKUŠEBNÍ LABORATOŘ ÍCH HMOT

SPECIÁLNÍ BETONY A ZAJIŠTĚNÍ KVALITY. Viktor Slezák

STAVEBNÍ MATERIÁLY A KONSTRUKCE (STMK) BETON

CENÍK KONTROLNÍCH A ZKUŠEBNÍCH PRACÍ ZL

CENÍK KONTROLNÍCH A ZKUŠEBNÍCH PRACÍ ZL

Vysoké učení technické v Brně Zkušební laboratoř při ÚTHD FAST VUT v Brně Veveří 95, Brno

RYCHLOST BEZ PŘÍPOJKY VODY BEZ EL. PROUDU JEDNODUCHOST REALIZACE HOSPODÁRNOST.

Lávka z UHPC u Opatovic (WP3)

CENÍK PRACÍ. platný od BETOTECH, s.r.o., Beroun 660, Beroun. Most Beroun. Trutnov Ostrava. Cheb. J.Hradec.

ČVUT v Praze Kloknerův ústav

Technický návod je vytvořen tak, aby mohlo být provedeno posouzení shody také podle 5 (vazba na 10) 1. Výrobková skupina (podskupina):

QUALIFORM, a.s. Zkušební laboratoř Mlaty 672/8, Bosonohy, Brno

ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA

Standardy pro vrstvy konstrukcí vozovek

4 Výsledky řešení a diskuse

Českomoravský beton, a.s. Beroun 660, Beroun

Efektivnější konstrukce s vyšší spolehlivostí a delší životností

Vysoké učení technické v Brně Zkušební laboratoř při ÚTHD FAST VUT v Brně Veveří 95, Brno

STAVEBNÍ LÁTKY. Definice ČSN EN Beton I. Ing. Lubomír Vítek. Ústav stavebního zkušebnictví Středisko radiační defektoskopie

BETONY V ZIMNÍM OBDOBÍ

ZKOUŠKY KONSTRUKČNÍHO VLÁKNOBETONU TESTS OF STRUCTURAL FIBRE CONCRETE

CZ.1.07/1.5.00/

BERMUDSKÝ TROJÚHELNÍK BETONÁŘŮ

Odpad z výroby minerální vlny a možnosti jeho využití do betonové směsi

Demolition Waste to Concrete Brick Mixture

České vysoké učení technické v Praze Fakulta stavební - zkušební laboratoř Thákurova 7, Praha 6

Vláknobetonové prvky s obsahem odpadních granálií z výroby minerální vlny

Prezentace- Výstavba bílé vany

Beton nebo potěr? Důležitý je správný výběr! Ing. Václav Nevšímal

ČSN EN 206. Chemické korozní procesy betonu. ph čerstvého betonu cca 12,5

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška A11. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

Stavební hmoty. Ing. Jana Boháčová. F203/1 Tel janabohacova.wz.cz

Akreditovaný subjekt podle ČSN EN ISO/IEC 17025:2005: SQZ, s.r.o. Ústřední laboratoř Olomouc U místní dráhy 939/5, Nová Ulice, Olomouc

Sada 2 MATERIÁLOVÁ A KONSTRUKČNÍ TYPOLOGIE STAVEB PS

MECHANICKO-FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI CEMENTOVÝCH MALT MODIFIKOVANÝCH MIKROPLNIVEM

1. přednáška. Petr Konvalinka

Lehce zhutnitelné a samozhutnitelné betony. Nový standard betonáže

Rychletuhnoucí opravný beton s vysokou brzkou pevností Třída R4

Zpětné použití betonového recyklátu do cementobetonového krytu

Beton je umělé stavivo (umělý kámen) složené z cementu, hrubého a jemného kameniva a vody.

Odolnost betonu v prostředí s mrazovými cykly

České vysoké učení technické v Praze Fakulta stavební - zkušební laboratoř Thákurova 7, Praha 6 Pracoviště zkušební laboratoře:

IX. KONFERENCE Ekologie a nové stavební hmoty a výrobky Materiály příznivé pro životní prostředí POPÍLKOVÝ BETON

COMPACTON. Lehce zhutnitelné a samozhutnitelné betony. Compacton. ... nový standard betonáže

Metody diagnostiky v laboratoři fyzikální vlastnosti. Ing. Ondřej Anton, Ph.D. Ing. Petr Cikrle, Ph.D.

Návrh složení cementového betonu. Laboratoř stavebních hmot

Vývoj stínicích barytových směsí

VÝROBA BETONU. Copyright Ing. Jan Vetchý

Materiály charakteristiky potř ebné pro navrhování

CENÍK KONTROLNÍCH A ZKUŠEBNÍCH PRACÍ ZL

EUROVIA Services, s.r.o. Centrální laboratoř U Michelského lesa 370, Praha 4 Krč

PŘÍKLADY 1. P1.4 Určete hmotnostní a objemovou nasákavost lehkého kameniva z příkladu P1.2

Zlepšení tepelněizolační funkce ETICS. Ing. Vladimír Vymětalík

High Volume Fly Ash Concrete - HVFAC

Experimentální výzkum vlivu zesílení konstrukce valené klenby lepenou uhlíkovou výztuží

TECHNICKÉ KVALITATIVNÍ PODMÍNKY STAVEB ČESKÝCH DRAH. Kapitola 17 BETON PRO KONSTRUKCE

Vývoj spárovací hmoty

Betony pro spodní stavby bílé vany. Kristýna Chmelíková Oldřich Žalud

SQZ, s.r.o. Ústřední laboratoř Praha Rohanský ostrov 641, Praha 8

Vysokohodnotný beton 1 JOSEF FLÁDR KANCELÁŘ: B788 KONZULTACE: PONDĚLÍ 10:00 AŽ 11:00

ČSN EN , mimo čl.7 a přílohy C

PINGPONGOVÝ STŮL Z TENKOSTĚNNÝCH PRVKŮ Z UHPC TABLE TENNIS TABLE MADE FROM THIN-WALLED UHPC COMPONENTS

Vliv mikroplniva na objemovou stálost cementových kompozitů.

Pevnost v tlaku betonu s popílky podle DIN EN 450 Přísada do betonu podle DIN

Využití teplárenské strusky pro výrobu betonového zboží

VLIV OKRAJOVÝCH PODMÍNEK NA VÝSLEDEK ZKOUŠKY TEPELNÉHO VÝKONU SOLÁRNÍHO KOLEKTORU

LIAPOR FILLINGS OF EXPANDED CLAY CAN BE USED FOR THE PRODUCTION (AS ONE OF THE SOURCE MATERIALS) OF THE CEMENT-BONDED PARTICLEBOARD AS WELL

RYCHLOST BEZ PŘÍPOJKY VODY BEZ EL. PROUDU JEDNODUCHOST REALIZACE VHODNÉ PRO PODLAHOVÉ VYTÁPĚNÍ HOSPODÁRNOST.

JČU-ZF, KATEDRA KRAJINNÉHO MANAGEMENTU STAVEBNÍ MATERIÁLY A KONSTRUKCE (STMK)

nařízení vlády č. 163/2002 Sb., ve znění nařízení vlády č. 312/2005 Sb. a nařízení vlády č. 215/2016 Sb. (dále jen nařízení vlády )

CENÍK ZKOUŠEK A PRACÍ ZKUŠEBNÍ LABORATOŘE

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: NÁVRH VYZTUŽENÍ ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

Možnosti zvýšení trvanlivosti a sanace železobetonových konstrukcí. Ing. Pavel Fidranský, Ph.D. ČVUT v Praze - Fakulta stavební

SPECIÁLNÍ VÝROBKY PRO ZRYCHLENÍ A ZJEDNODUŠENÍ VAŠÍ PRÁCE

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: NÁVRH VYZTUŽENÍ ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S VELKÝM OTVOREM

1. Pobočka Plzeň - zkušební laboratoř Zahradní 15, Plzeň

Definice a vlastnosti

Vysoce kvalitní, expanzní zálivková hmota. SikaGrout -314 je vysoce kvalitní zálivková hmota s cementovým pojivem, tekutá, s expanzím účinkem.

SPOLUPŮSOBENÍ KLASICKÉ A ROZPTÝLENÉ VÝZTUŽE INTERACTION OF CLASSIC AND FIBRE REINFORCEMENT

Návrh nosné konstrukce lávky pro pěší z vysokohodnotného betonu. Design of pedestrian bridge superstructure made of UHPC

ČSN EN 206 a další nové standardy pro výrobu a zkoušení betonu

TECHNOLOGIE BETONU PRO VODONEPROPUSTNÉ KONSTRUKCE BÍLÉ VANY CONCRETE TECHNOLOGY FOR WATERPROOF STRUCTURES WHITE TANKS

Transkript:

PRAKTICKÁ ZKUŠENOST S VÝROBOU A DOPRAVOU UHPC PRACTICAL EXPERIENCE WITH PRODUCING AND TRANSPORT OF UHPC Robert Coufal, Jan L. Vítek, Alena Procházková V roce 214 byla otevřena zavěšená lávka přes Labe v Čelákovicích, kde byl pro segmentovou mostovku použit ultra-vysokohodnotný beton UHPC. Lávka je zajímavá jak z pohledu návrhu a provedení, tak z pohledu prvního použití materiálu UHPC pro nosnou konstrukci v ČR. Tento článek se zabývá vývojem a materiálovými charakteristikami UHPC z lokálních surovin u místního výrobce betonu. Hlavní část je věnována praktickým zkušenostem s výrobou, dopravou a ukládkou UHPC, stejně jako vyhodnocení naměřených výsledků. A suspension footbridge over the Labe river where ultra-high performance concrete (UHPC) was used for a precast bridge deck was opened in 214. The footbridge is interesting from a design and execution point of view as well as being of the first use of UHPC for a load carrying structure in the Czech Republic. This article focuses on development and material parameters of UHPC from local sources in the local producer of concrete. The main part of the article deal with practical experiences concerning producing, transporting and casting of UHPC, as well as with the evaluation of measured results. CO TO JE UHPC INSPIRACE VE SVĚTĚ UHPC je mezinárodně používaná zkratka pro ultra-vysokohodnotný beton (ultra-high performance concrete). Vzhledem k častému vyztužení rozptýlenou výztuží se vyskytuje i zkratka UHPFRC, tzn. ultra-vysokohodnotný vlákny vyztužený beton (ultra-high performance fibre reinforced concrete). Dále v článku se bude zkratka UHPC používat všeobecně pro materiál s rozptýlenou výztuží i bez ní. Přesná specifikace vlastností UHPC není v normě pro výrobu betonu (ČSN EN 26) dána. Specifikace vlastností jsou uvedeny v různých národních směrnicích a dokumentech. Např. fran couzská doporučení pro ultra-vysokohodnotné vlákny vyztužené betony uvádí následující parametry [1]: charakteristická pevnost v tlaku 15 až 25 MPa, vysoká reziduální pevnost v tahu dosažená vysokou dávkou drátků (více než 2 % objemově), návrh směsi a vysoký obsah pojiva, který eliminuje kapilární porozitu, znamenající vysokou odolnost drátků uvnitř UHPFRC, samohojící vlastnosti (zarůstání trhlin) zajišťují dlouhodobé udržení pevnosti v tahu za předpokladu, že je dodržena limitní šíře trhlin, pevnost matrice v prostém tahu vyšší než 7 MPa. Dále je možné čerpat z doporučení od Federal Highway Administration (USA), kde má UHPC následující specifikaci: jemnozrnný kompozitní materiál s cementovým pojivem, vodopojivový součinitel nižší než,25, vysoká dávka rozptýlené výztuže, pevnost v tlaku vyšší než 15 MPa, reziduální pevnost vyšší než 5 MPa, výrazně zvýšená trvanlivost ve srovnání s běžnými a vysokohodnotnými betony. Další možností jsou německá doporučení publikovaná v Beton-Kalender 213 [2], [3]. Obecně se předpokládá, že UHPC dosahuje pevnosti 15 MPa (měřeno na standardních válcích). Další vlastnosti jsou uvedeny orientačně, jako např. modul pružnosti cca 45 až 55 GPa. Německá doporučení kladou důraz na trvanlivost a odolnost UHPC, a proto připouštějí i nižší pevnosti. Vychází se z názoru, že UHPC má být navržen na konkrétní podmínky použití. Kde je třeba vysoká pevnost, může být požadavek i přesahující 15 MPa. Dle konstrukce je třeba rozhodnout, která vlastnost je důležitá a podle toho navrhnout UHPC pro dané konkrétní požadavky. UHPC se tedy neliší od běžného betonu pouze vysokou pevností v tlaku (přes 15 MPa), ale hlavně celkovou skladbou směsi, která je od běžného nebo vysokopevnostního betonu velmi odlišná. Na fotografiích na obr. 1 až 3 je zachycena změna skladby směsi se zvyšující se pevností. UHPC je jemnozrnná směs s vysokou dávkou cementu, mikrosiliky a drátků, která má vysokou hutnost bez kapilár- 1 2 3 28 BETON technologie konstrukce sanace 2/215

ní porozity. Toto má za následek vysoké tahové pevnosti matrice a odolnosti materiálu vůči prostředí. LABORATORNÍ ČÁST VÝVOJE UHPC Dodavatel betonu se začal věnovat vývoji UHPC již v roce 211. Na začátku byl proveden předvýběr vstupních materiálů dle deklarovaných parametrů. V laboratoři byla poté ověřena vzájemná kompatibilita materiálů a následně navržena receptura ultra-vysokohodnotné malty a poté i samotného betonu. Na maltách se zkoušela pouze pevnost v tahu a tlaku na trámečcích 16 4 4 mm, konzistence a obsah vzduchu. Vzorky z UHPC malty byly teplotně ošetřovány z důvodu zkrácení doby zrání. Naměřené pevnosti v tlaku na zlomcích takto tepelně ošetřovaných trámečků se pohybovaly v rozmezí 16 až 2 MPa ve stáří 7 dnů. Jako výchozí receptura pro návrh ultra-vysokohodnotného betonu byla použita receptura malty, která dosahovala nejlepších výsledků z pohledu pevností, zpracovatelnosti a stability. Složení betonu se od složení malty lišilo pouze tím, že část objemu malty byla nahrazena hrubým kamenivem a byly přidány drátky. Na tomto laboratorně vyrobeném betonu se zkoušely nejenom pevnosti v tlaku a tahu ale i další parametry betonu, např. smrštění nebo rychlost pronikání chloridů. Zkušební tělesa betonu po dobu zrání nebyla teplotně ošetřena. Parametry konečné laboratorní směsi UHPC betonu jsou uvedeny v tab. 1. Z tab. 1 je vidět, že pevnosti v tlaku na krychlích o hraně 1 mm jsou jen mírně vyšší než pevnosti na válcích (o 2,5 %). Při uvážení používaného přepočtu,95krát krychelná pevnost na 1 mm krychlích = krychel- Obr. 1 Řez běžným betonem Fig. 1 Cross-section of standard concrete Obr. 2 Řez vysokopevnostním betonem Fig. 2 Cross-section of high strength concrete Obr. 3 Řez UHPC Fig. 3 Cross-section of UHPC Obr. 4 UHPC malta při plnění zkušební nádoby Fig. 4 UHPC mortar at the time of pouring into a testing container Obr. 5 UHPC při míchání v laboratorní míchačce Fig. 5 UHPC during mixing in a laboratory mixer Obr. 6 UHPC při zkoušce rozlivu přes J-ring Fig. 6 UHPC during slump flow through J-ring Tab. 1 Parametry konečné laboratorní směsi Tab. 1 Parameters of final laboratory composition Charakteristika Hodnota Rozliv Abramsovým kuželem [mm] 79 Objemová hmotnost [kg/m 3 ] 2 499 Pevnost v tlaku, krychle o hraně 1 mm [MPa] 168,5 Pevnost v tlaku, trámečky 16 mm [MPa] 182,5 Pevnost v tlaku, válce 3 mm [MPa] 164,4 Pevnost v tahu za ohybu, trámec 7 mm 4b [MPa] 1,5 Odolnost proti mrazu a rozmrazovacím látkám dle DIN CEN/TS 1239-9:26 [g/m 2 ] 37,4 Hloubka průniku chloridů dle DAfStb publication nbr. 51 [mm] 4 5 6 Firemní prezentace 2/215 technologie konstrukce sanace BETON 29

7 35 3 14 12 Smrštění vzorek 1 uloženo v teple Smrštění [microstrain] 25 2 15 1 5-5 -1-15 Čas od ukládky UHPC [h] 1 8 6 4 2-2 -4-6 Teplota, krychlená pevnost v tlaku [ºC, MPa] Smrštění vzorek 2 uloženo v chladu Smrštění vzorek 3 uloženo v teple Teplota UHPC uloženého v teple Teplota vzduchu teplé uložení Teplota vzduchu chladné uložení Krychlená pevnost v tlaku uloženo v teple Krychlená pevnost v tlaku uloženo v chladnu 1 2 4 18 35 Pevnost v tlaku [MPa] 16 14 12 1 8 6 4 válec 3 krychle 1 zlomek 4 Pevnost v tahu za ohybu [MPa] 3 25 2 15 1 trámeček 16 trámec 7 s vrubem trámec 7 bez vrubu 2 5 7 28 9 Stáří betonu [d] 8 9 Typ zkušebního tělesa ná pevnost na 15 mm krychlích, nám krychel ná pevnost (15 mm) vychází dokonce méně, než je válcová pevnost. U těchto betonů tedy nelze uvažovat se standardním poměrem mezi krychel nou a válcovou pevností. Při počátečních zkouškách materiálu je nutné stanovit pevnosti betonu na různých tělesech. PŘEVOD LABORATORNÍ RECEPTURY DO PRAXE Výsledky receptur z laboratoře byly nadějné, a tak se přistoupilo k jejich aplikaci na reálných betonárnách výrobce betonu. Brzy se ukázalo, že výroba UHPC je značně odlišná od výroby běžných betonů. Zároveň se ukázalo, že finální receptura UHPC navržená v laboratoři se sice namíchat dá, ale z hlediska technologie výroby na betonárně, dopravy autodomíchávačem a ukládky bez vibrace není vhodná. Důvodem byl zvolený typ cementu, který nadměrně zvyšoval teplotu čerstvé směsi při dlouhém míchání v míchacím jádře, jehož objem několikanásobně převyšoval objem laboratorního zařízení. Bylo tedy nutné zahájit optimalizaci složení UHPC na betonárně, zaměřenou na využitelnost materiálu pro plánované uplatnění. Byly odzkoušeny různé typy cementů a mikrosiliky, různé dávky superplastifikátoru a různé poměry složek. Jako nejdůležitější se ukázala záměna cementu za cement s nižší reaktivitou a optimalizace technologie míchání z pohledu časování navažování různých složek a doby jejich míchání. Celkově bylo na betonárně namícháno přes 3 zkušebních záměsí. Vyhodnocení těchto záměsí není náplní tohoto článku. Finální receptura byla přizpůsobena požadavkům vyplývajícím z výroby UHPC pro lávku v Čelákovicích [4]. UHPC musel být vyrobitelný na běžné betonárně, při běžném provozu. Dále musel být UHPC přepravitelný autodomíchávačem na vzdálenost 26 km i v letním období. V neposlední řadě musel být UHPC v samozhutnitelné konzistenci, s co nejnižší viskozitou, ale bez segregace. Z hlediska mechanických parametrů byla vyžadována krychelná pevnost v tlaku 13 MPa a 15 MPa v tahu za ohybu na 7mm trámci, zatěžovaném tříbodovým ohybem. Pevnostní parametry konečné receptury v tlaku jsou uvedeny v grafu na obr. 8. Pevnosti ve 28 dnech se pohybují v rozmezí 153 až 195 MPa v závislosti na použitém zkušebním tělese. V souladu s předpoklady a výsledky z laboratoře jsou největší naměřené pevnosti v tlaku na zlomcích trámečků o rozměrech 16 4 4 mm. Naopak nejmenší pevnosti jsou naměřeny na válcích. Z pohledu výroby zkušebních těles a jejich zkoušení se ukázalo jako nejvhodnější provádět kontrolní zkoušky na krychlích o hraně 1 mm. U válců je nutno upravit tlačné plochy zkušebního tělesa, což je finančně náročné a způsob úpravy ovlivňuje naměřený výsledek. U krychlí o hraně 15 mm je problém s nedostatkem dostatečně výkonných lisů dostupných v laboratořích v ČR. Zlomky trámečků, kde na tlak zkoušíme vzorky s tlačenou plochou 4 4 mm, jsou příliš malé vzhledem k složení směsi a geometrii konstrukce. Modul pruž- 3 BETON technologie konstrukce sanace 2/215

9 Obr. 7 Únosnost 15 mm silné desky z UHPC v tahu za ohybu Fig. 7 Bending strength of a 15 mm thick plate made of UHPC Smrštění [microstrain] 8 7 6 5 4 3 2 Vodní uložení Smrštění UHPC suché uložení Smrštění UHPC proměnné uložení Laboratorní uložení suché Obr. 8 Pevnosti konečné receptury vyrobené na betonárně v tlaku Fig. 8 Compression strength of final composition, made at concrete plant Obr. 9 Pevnosti konečné receptury vyrobené na betonárně v tahu za ohybu Fig. 9 Strength in tension during bending of final composition made at concrete plant Obr. 1 Objemové změny a vývoj pevností v závislosti na teplotě uložení Fig. 1 Shrinkage and strength development in different curing temperatures 1 Laboratorní uložení suché Obr. 11 Dlouhodobé objemové změny Fig. 11 Long-term shrinkage 11-1 Stáří betonu od uložení [d] Obr. 12 Průběh teplot UHPC v izolované krychli Fig. 12 UHPC temperature in time in an insulated box nosti na válci o výšce 3 mm činil 48,5 GPa a na trámci o délce 4 mm 5 GPa. Pevnostní parametry konečné receptury v tahu jsou uvedeny v grafu na obr. 9. Pevnosti v tahu za ohybu stanovené na trámečcích délky 16 mm jsou výrazně vyšší než pevnosti v tahu na trámcích o délce 7 mm. Nejnižší pevnost je na trámci o délce 7 mm bez zářezu zatěžovaném čtyřbodovým ohybem. Zároveň byl při této zkoušce zjištěn největší rozptyl výsledků. Projektem byla zadána požadovaná hodnota pevnosti v tahu za ohybu při tříbodovém ohybu, proto byl mate riál dále touto metodou zkoušen. Na fotografii na obr. 7 je vidět únosnost 15 mm silné desky z UHPC vyztuženého drátky, bez prutové výztuže. V rámci počátečních zkoušek byly měřeny i objemové změny a vývoj teplot během hydratace. Zásadní vliv 12 Teplota [ C] 7 65 6 55 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 na průběh smrštění a vývoj pevností měla teplota uložení (obr. 1). Beton uložený v chladu byl uložen ve venkovním prostředí, kde teplota kolísala od 2 do 5 C. Beton uložený v teple byl uložen v laboratorní sušárně, ochráněný před ztrátou vlhkosti. Teplota byla nastavená na 45 C. Teplota betonu v teplém uložení byla měřena vpichovacím teploměrem v krychli o hraně 15 mm. Z grafu na obr. 1 je patrný výrazný nárůst krátkodobé pevnosti, daný zvýšenou teplotou uložení. Beton uložený v teple měl již po 21 h krychelnou pevnost v tlaku přes 1 MPa, oproti 25 MPa ve stejném čase u betonu uloženého v chladu. Dále je vidět zřetelná změna průběhu objemových změn ohřívaných vzorků oproti vzorku v chladu. Objemové změny byly měřeny tenzometry zabetonovanými ve válcích o výšce :: 6:: 12:: 18:: 24:: 3:: 36:: 42:: 48:: 54:: 6:: 66:: 72:: 78:: 84:: 9:: 96:: 12:: 18:: 114:: 12:: 126:: 132:: 138:: 144:: 15:: 156:: 162:: 168:: Čas od zabetonování vzorku [h] teplota ve středu krychle vnější teplota vzduchu 3 mm. Vzorky byly po celou dobu zkoušky v plastové formě. Vzorky uložené v teple nejdříve nabývaly (vlivem ohřevu směsi) a v okamžiku začátku hydratace se začaly prudce smršťovat. Tento skok činil zhruba,2 mm/m za 2 h. Poté se rychlost smršťování ustálila na cca,8 mm/m za 1 h. Oproti tomu počáteční skok u UHPC v chladu činil,35 mm/m za 5 h. Těchto poznatků bylo využito při ošetřování segmentů z UHPC pro lávku. V grafu na obr. 11 jsou znázorněny dlouhodobé objemové změny UHPC. Modře je značené smrštění vzorku uloženého v suchém prostředí a červeně vzorku, který byl nejdříve uložen ve vodě a poté vyndán do suchého laboratorního prostředí. Celková doba měření je cca 8 dní. Měření objemových změn stále pokračují. UHPC oproti běžnému betonu vykazuje výrazný nárůst autogenního smrštění na úkor smrštění z vysychání. Celkové smrštění činí přes,8 mm/m ve stáří 8 dní, což je více než u běžných betonů. V případě výroby prefabrikátů z UHPC tato negativní vlastnost nemá vliv na kvalitu panelů, protože 7 % smrštění proběhne do 3 dnů od uložení betonu, a tedy i do osazení do konstrukce. UHPC není navržen pro využití v masivních konstrukcích. Přesto byl změřen průběh teploty v tepelně izolované krychli pro srovnání s betony běžnými. Průběh teploty je v grafu na obr. 12. Dle zkušeností tento model reprezentuje průběh teploty v jádru zhruba 1 m silné desky. Maximální dosažená teplota je sice velmi vysoká, ovšem v porovnání s běžnými betony s poloviční 2/215 technologie konstrukce sanace BETON 31

13 15 14 Obr. 13 Plnění formy betonem UHPC Fig. 13 Pouring of UHPC into the mould Obr. 14 Plnění formy segmentu ze dvou autodomíchávačů zároveň Fig. 14 Concrete casting into the mould from two truck mixers at the same time Obr. 15 Improvizovaná zatěžovací zkouška segmentu Fig. 15 Improvised loading test of precast element Obr. 16 Hotová lávka z UHPC v Čelákovicích Fig. 16 Finished footbridge of UHPC in Čelákovice dávkou cementu je nárůst maximální teploty nízký (o cca 1 C). Zkoušky odolnosti UHPC provedené v rámci počátečních i kontrolních zkoušek prokázaly nesrovnatelně lepší odolnosti, než je běžné u standardních betonů. Při opakovaných zkouškách odolností vůči zmrazování a rozmrazování dle ČSN 73 1326, při prodlouženém cyklování na 3 cyklů (běžně 75 pro XF4 metodou C), činily odpady řádově desítky gramů na m 2, což je na hranici měřitelnosti pro tuto metodu (pro XF4 je stanoveno maximum 1 g/m 2 ). Maximální průsaky dle ČSN EN 12 39-8 činily vždy mm. Nejpřísnějším kritériem dle normy ČSN EN 26-1/Z3 je přitom 2 mm. Dá se tedy říci, že UHPC má odolnosti mimo měřitelný rozsah současných metod. VÝROBA, DOPRAVA A UKLÁDKA UHPC Vlastní výroba betonu UHPC pro segmenty lávky v Čelákovicích probíhala na betonárně dodavatele betonu v Praze Troji. Věžová betonárna je vybavena dvouhřídelovým míchacím jádrem o objemu 3 m 3. Na betonárně je možnost skladovat vstupní suroviny včetně kameniva v silech, kde jsou chráněny před vlhkostí. Dávkování suchých materiálů je pro tento typ betonu výhodné. Na velmi přesném dávkování vody a kvalitě vstupních surovin je založen úspěch výroby UHPC. Přes veškeré moderní vybavení betonárny, včetně její plné automatizace, bylo nutné některé vstupní suroviny dávkovat ručně (drátky). Beton byl nakládán do autodomíchávačů a jako transportbeton byl přepravován do výrobny segmentů v Brandýse nad Labem. Míchací proces jedné záměsi o velikosti 1 m 3 trval celkem 12 min. Na výrobu jednoho prefabrikátu bylo potřeba namíchat 4 m 3 betonu, dopraveného dvěma autodomíchávači. Namíchání 4 m 3 tedy trvalo necelou hodinu. UHPC byl vyráběn v samozhutnitelné konzistenci. Rozliv byl měřen běžným Abramsovým kuželem, v klasické poloze. Během této zkoušky se dále vizuálně sledovala stabilita směsi a rozložení drátků ve směsi. Kromě rozlití se sledoval také čas T5, jako index viskozity. Hodnota T5 udává dobu, za jak dlouho dosáhne směs rozlití 5 mm. Jako ideální pro plnění prefabrikátu byl stanoven čas T5 v rozmezí 8 až 12 s. Tento čas se ukázal být důležitějším, než konečné rozlití směsi. Jako kontrolní těleso pro pevnost v tlaku byla zvolena krychle o hraně 1 mm. Krychelná pevnost byla zkoušena z každého autodomíchávače jak na betonárně, tak na stavbě. Na stavbě byl UHPC ukládán z obou autodomíchávačů zároveň a beton sám plnil formu (obr. 13 a 14). Kontrolními otvory se pouze sledovalo, zda nedochází k blokaci materiálu. Po skončení betonáže proběhlo zaplachtování a segment se začal teplotně ošetřovat, pro zvýšení obrátkovosti formy. Z výsledků kontrolních zkoušek vyplývá, že beton ve všech případech splnil požadavky projektu. I přes dohled technologa nad každým mícháním UHPC byl rozptyl výsledků vyšší, než je běžné u standardního betonu. Při přípravě tohoto typu betonu je tedy nutno počítat s vyšší rezervou v pevnosti pro rozptyl při kontrolních zkouškách. Průměrná krychelná pevnost v tlaku po 28 dnech činila přes 15 MPa a v 9 dnech 16 MPa. V 9 dnech už pevnost jednotlivých výsledků neklesala pod 15 MPa. Zkoušky odolnosti betonu (CHRL, průsak) vyhověly s výraznou rezervou a bez odchylek v čase. ZÁVĚR Výroba UHPC je složitý proces. Parametry UHPC závisí na volbě složek. Výběr vhodného cementu je jednou, ale nikoli jedinou základní podmínkou pro dosažení vysoké pevnosti. Dalším neméně důležitým faktorem je nastave- 32 BETON technologie konstrukce sanace 2/215

16 ní křivky zrnitosti kompletní směsi včetně pojiva. Granulometrie všech složek směsi a jejich kombinace je zásadní pro dosažení optimálního vyplnění prostoru. Složení konkrétní směsi je výsledkem dlouhodobého zkoušení. Dále je třeba směs modifikovat dle typu použitých vláken. Samozhutnitelná forma UHPC je poměrně častá, protože zjednodušuje ukládání směsi. V případě betonu vyvíjeného pro transportbeton je nutné požadovat delší dobu zpracovatelnosti. To se v případě popsaného betonu podařilo. Při výrobě prvků z UHPC je třeba předem ověřit postupy betonáže. Největší problém je zajištění rovnoměrného rozmístění a orientace vláken. Zkušenosti z betonáží u nás i v zahraniční ukazují, že postup betonáže může ovlivnit orientaci vláken významně, což může mít za následek rozdílné mechanické vlastnosti zejména tahovou pevnost v různých směrech. U konstrukcí, kde jsou mechanické vlastnosti důležité pro funkci prvku, je nutné provádět příslušná experimentální ověření nejen vlastního betonu, ale i konkrétních konstrukčních prvků. Dále je třeba respektovat vliv autogenního smršťování, který je podstatně významnější než u vysokopevnostních betonů. Příslušná doporučení pro taková ověřování lze převzít ze zahraničí [1], [2], [3]. V současné době se v rámci výzkumných projektů připravují podobná doporučení pro ČR. Protože jsou zkušenosti s UHPC jako novým materiálem omezené, lze doporučit spíše konzervativní návrhy konstrukcí s důrazem na robustnost. Tak lze zajistit, že, i v případě nesplnění některých předpokladů, konstrukce nebude pravděpodobně ohrožena z hlediska bezpečnosti ani z hlediska použitelnosti. V článku jsou uvedeny některé výsledky získané při řešení projektu č. FR TI3/531 podporovaného MPO. Literatura: [1] Documents scientifiques et techniques Betons Fibres Á Ultra-Hautes Performances Recommandations, Edition révisée, Juin 213 [2] Beton-Kalender 213, Teil 2, IX Ultrahochfester Beton UHPC, Ernst & Sohn, 213, 117 24 (něm.) [3] Ultra High Performance Concrete UHPC, Beton-Kalender, Wiley, Ernst & Sohn, 214 (angl.) [4] Kalný M., Komanec J., Vítek J. L., Brož R., Koukolík P., Coufal R.: Lávka přes Labe v Čelákovicích první nosná konstrukce z UHPC v ČR, Beton TKS 4/214, p. 1 18 Lávka z UHPC v Čelákovicích Investor Město Čelákovice Projekt konstrukce Pontex, s. r. o. Dodavatel Metrostav, a. s., Divize 5 Návrh směsi a dodavatel betonu TBG Metrostav, s. r. o. Výstavba podzim 212 až prosinec 213 Slavnostní otevření červen 214 Konečná cena 4,98 mil. Kč (z toho dotace 1 mil. Kč SFDI) Ing. Robert Coufal, Ph.D. TBG Metrostav, s. r. o. Rohanské nábř. 68, 186 Praha 8 tel.: 221 79 79 e-mail: robert.coufal@tbg-beton.cz www.tbgmetrostav.cz prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc., FEng. Metrostav, a. s. Koželužská 245/4, Praha 8 Stavební fakulta ČVUT v Praze tel: 266 19 461 e-mail: vitek@metrostav.cz Ing. Alena Procházková TBG Metrostav, s. r. o. Rohanské nábř. 68 186 Praha 8 tel.: 221 79 71 e-mail: alena.prochazkova @tbg-beton.cz 2/215 technologie konstrukce sanace BETON 33