CZ37502U1 - Směs pro redukci tlaků samozhutnitelných betonů - Google Patents
Směs pro redukci tlaků samozhutnitelných betonů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ37502U1 CZ37502U1 CZ2023-41410U CZ202341410U CZ37502U1 CZ 37502 U1 CZ37502 U1 CZ 37502U1 CZ 202341410 U CZ202341410 U CZ 202341410U CZ 37502 U1 CZ37502 U1 CZ 37502U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- mixture
- concrete
- additives
- pressure
- formwork
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 86
- 239000011376 self-consolidating concrete Substances 0.000 title claims description 34
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 37
- 239000012802 nanoclay Substances 0.000 claims description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 23
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 claims description 20
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 15
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 claims description 9
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 claims description 9
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 claims description 9
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 5
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 45
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 34
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 21
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 9
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000000887 hydrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000001612 separation test Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/10—Clay
- C04B14/106—Kaolin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/26—Carbonates
- C04B14/28—Carbonates of calcium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
Směs pro redukci tlaků samozhutnitelných betonů
Oblast techniky
Technické řešení se týká směsi pro redukci tlaků samozhutnitelných betonů, rovněž označované zkráceně jako self-compacting concrete (SCC), které jsou vhodné zejména pro oblast tvarově náročných, vyšších betonových konstrukcí nad 3 metry výšky.
Dosavadní stav techniky
Za samozhutnitelný beton je označován takový beton, který při ukládce do bednění nevyžaduje dodatečné zhutňování například vibrací a je schopen plného vyplnění bednění a zhutnění pouze působením gravitačních sil. Jedná se zpravidla o beton nízké viskozity, s vysokým podílem jemných složek a ztekucujících přísad. Při pokládce směsi SCC vykazuje v tekutém stavu zvýšený tlak na bednění oproti standardní betonové směsi.
Naproti tomu standardní beton se vyznačuje nižší tekutostí, vyšší mírou provzdušnění a je nutné jej při pokládce vibrovat, aby bylo dosaženo jeho zhutnění a vyplnění celého objemu bednění, zvláště pak hůře přístupných míst, či míst s vysokým stupněm vyztužení.
Stále se zvyšující nároky na tvarovou komplexnost konstrukcí a architektonicky náročné pohledové plochy vedou k použití samozhutnitelných betonů. Ty poskytují patřičnou variabilitu, dobré probetonování složitých detailů s vysokým stupněm vyztužení, a dále poskytují časovou úsporu při betonáži díky vyloučení klasického ukládání směsi po vrstvách s mechanickým hutněním.
Současně je u SCC sledován výsledný efekt vyplnění bednění a kvality povrchu na základě kritéria takzvané pohledovosti. Za beton s dobrou pohledovostí se považuje ten, který vykazuje minimální variabilitu povrchu, minimální množství vzduchových pórů, nízký počet defektů, trhlin a podobně. O pohledovosti pojednává např. předpis Technická pravidla „Pohledový beton - Technická pravidla ČBS 03, 2. přepracované vydání, Praha, Česká republika, 2018“.
Ze spisu CZ 28119 U1 je známý například samozhutnitelný vysokohodnotný robustní beton, určený zejména pro výrobu subtilních dílců, obsahující 40 až 65 % obj. plniva a 35 až 60 % obj. pojivového tmelu, který sestává z 50 až 65 % obj. portlandského cementu, 3 až 10 % obj. alespoň jedné příměsi, 25 až 40 % obj. vody, 1 až 2% obj. superplastifikátoru, přičemž alespoň jedna příměs je na bázi aluminosilikátu a má alespoň 95 % částic jemnějších než 18 pm, měrný povrch podle Blaina vyšší než 20000 m2/kg a její objemová hmotnost činí 2500 až 2700 kg/m3. Tento beton může dále obsahovat až 1,5 % obj. vláken s max. délkou 30 mm, přičemž další příměsí může být např. mletý vápenec, struska, popílek nebo kamenný filer.
Nevýhodou stávajících samozhutnitelných betonů díky jejich vysoké tekutosti je přitom oproti standardnímu betonu působení vyšším tlakem na stěnu bednění při betonáži. Tlak může již u běžně vysokých stěn dosáhnout vyšších desítek kPa, přičemž standardní maximální únosnost systémového bednění se pohybuje od 40 do 80 kPa.
To vede zvláště u vysokých konstrukcí k nutnosti použití daleko masivnější bednící konstrukce pro zamezení nadměrné deformace a překročení tak například požadavků investora na rovnost povrchu. Podcenění těchto tlaků může vést v krajním případě až k selhání bednící konstrukce a jejímu kolapsu během betonáže. Boční tlak SCC na bednění je podstatně větší než tlak běžného betonu. Pro dimenzování konstrukce bednění se SCC často uvažuje jako ideální kapalina, kde působí maximální hydrostatický tlak. To vede k neefektivnímu návrhu, k větší spotřebě bednicího materiálu a celkovému zvýšení nákladů. Proto vzniká úsilí popsat lépe reologické chování SCC
- 1 CZ 37502 U1 směsí, vývoj bočních tlaků a způsob j ej ich měření a vyvinout technická řešení, j ak tyto tlaky omezit pomocí modifikace betonové směsi a režimu betonáže.
Ve spisu CZ 35213 U1 o názvu Betonová směs pro samozhutnitelné betony je popsáno složení samozhutnitelného betonu s redukovaným bočním tlakem na bednění, určeného pro vyšší konstrukce od 3 m. Podstata řešení spočívá v použití betonu obsahujícího na 1 m3 směsi 310 až 370 kg cementu, 1400 až 1600 kg kameniva, 170 až 230 kg jemně mletého vápence, 180 až 220 kg vody, 2 až 6 kg plastifikačních a/nebo superplastifikačních přísad, a navíc že na 1 m3 směsi dále obsahuje 15,5 až 37 kg kalcinovaných jílů jako aktivních mikrostrukturálních přísad, pomocí kterých se dosahuje vzniku rané pevnosti a redukce bočních tlaků. Při použití uvedené směsi SCC a při současné úpravě režimu betonáže se dosahuje redukce bočních tlaků na úrovni 20 až 50 %.
Ve spisu CZ 36703 U1 o názvu Směs pro samozhutnitelný beton je popsáno složení samozhutnitelného betonu s redukovaným bočním tlakem na bednění, též určeného pro vyšší konstrukce od 3 m. Podstata řešení spočívá v použití betonu obsahujícího na 1 m3 směsi 300 až 370 kg cementu, 170 až 230 kg jemně mletého vápence, 1400 až 1600 kg kameniva, až 3,8 kg přísady modifikující viskozitu, až 3 kg přísady pro udržení konzistence, 90 až 110 kg vody, až 6 kg superplastifikačních přísad a 93,7 až 119,4 kg nanojílové suspenze obsahující 1,7 až 3,4 kg tixotropní mikrostrukturální přísady nanojílu minerálu Sepiolit spolu s 2 až 6 kg superplastifikačních přísad a 90 až 110 kg vody. Redukce tlaků je zde dosahována mikrostrukturální přísadou Sepiolitu, pomocí které se dosahuje vzniku rané pevnosti a redukce bočních tlaků. Při použití uvedené směsi SCC a při současné úpravě režimu betonáže se dosahuje redukce bočních tlaků na úrovni 28 až 70 %.
Reologické vlastnosti SCC, a s tím související tlaky na bednění, závisí na několika hlavních faktorech. Mezi ně patří: složení a materiálové vlastnosti betonové směsi (např. typ cementu, jemnozrnných příměsí, obsah vody, kameniva, přísad, viskozita, tixotropie), charakteristiky pokládky směsi (výška betonované konstrukce, rychlost betonáže, časové prodlevy, místo a výšková úroveň ukládky), charakteristiky bednění (rozměry, množství a tvar betonářské výztuže, těsnost, povrch). Na základě vhodné kombinace těchto faktorů je maximální boční tlak na bednění nižší než hydrostatický.
Betonové směsi před pokládkou podstupují několik standardních zkoušek zpracovatelnosti, mezi které patří např. rozliv obráceného Abramsova kužele, zkouška v L-boxu a zkouška odlučivosti vody filter-pressem. Tyto zkoušky poskytují praktickou pomůcku pro zhodnocení aktuální viskozity směsi a její odolnosti vůči tzv. krvácení a jsou použity pro snížení rizika nedostatečného vyplnění bednění a dosažení vyhovující pohledovosti. Nejsou však vodítkem pro současné snížení bočních tlaků směsi. Pro hodnocení míry tlaku není v současnosti zavedena standardizovaná laboratorní zkouška. Tlakové poměry je možné ověřit kombinací několika specializovaných laboratorních zkoušek nebo polních měření na reálné konstrukci.
Úkolem nyní předkládaného technického řešení je proto návrh takového složení betonové směsi pro samozhutnitelné betony, které splňují náročná kritéria SCC a současně poskytují redukované boční tlaky na bednění, což ve svém výsledku znamená efektivnější a levnější návrh bednění, možnost jeho opakovatelného použití, nižší technologické nároky a úspory stavebních nákladů.
Podstata technického řešení
Tento úkol je do značné míry vyřešen návrhem směsi pro redukci tlaků samozhutnitelných betonů podle technického řešení, obsahující cement, jemně mletý vápenec, kamenivo, vodu a přísady, která na 1 m3 směsi obsahuje 310 až 360 kg cementu, 200 až 230 kg jemně mletého vápence, 1450 až 1650 kg kameniva, až 2,5 kg přísady pro udržení konzistence, 90 až 110 kg vody, až 1 kg superplastifikačních přísad, 1 až 34 kg kalcinovaných jílů jako aktivních mikrostrukturálních přísad a 91 až 120 kg nanojílové suspenze, přičemž nanojílová suspenze obsahuje až 2,55 kg
- 2 CZ 37502 U1 tixotropní mikrostrukturální přísady nanojílu minerálu Sepiolit, až 1 kg přísady modifikující viskozitu, 2 až 3 kg superplastifikačních přísad a 90 až 110 kg vody.
Cementem může být jak portlandský cement, tak i směsný cement, přičemž tato směs může obsahovat i přísadu modifikující viskozitu případně i přísadu pro udržení konzistence. Směs obsahuje optimální kombinaci dvou mikrostrukturálních přísad (metakaolin a nanojíl), což ve výsledku vede k současnému dosažení velmi významné redukce tlaků při zachování velmi dobré až výborné pohledovosti, čehož by nebylo možné dosáhnout při použití pouze jedné z přísad.
Ve směsi obsažené kalcinované jíly, takzvané metakaoliny, se vyrábí řízenou tepelnou úpravou jílovců a plavených kaolinů stabilního chemického složení. Jedná se o vysoce aktivní pucolánovou přísadu s dobrou kompatibilitou s cementovým tmelem, která se aktivně zapojuje do hydratačních procesů na mikroúrovni cementového kompozitu. V České republice existují lokality s kvalitní a cenově dostupnou touto surovinou.
Nanojíly jsou přírodní minerální látky získávané povrchovou těžbou v několika Evropských i mimoevropských lokalitách. Pro účely rychlého nárůstu pevnosti směsi v tekutém stavu a snížení tlaku na bednění se podle předkládaného technického řešení osvědčily mikroskopicky vláknité nanojílové struktury minerálu Sepiolit. Nanojíl Sepiolit se vyznačuje malou velikostí částic s velkým specifickým povrchem, vysokým poměrem délka/šířka částic a hydrofilním charakterem. Tvar částic a hydrofilnost výrazně ovlivňuje reologické vlastnosti betonové směsi již při malých dávkách v řádu desetin hmotnostního procenta vůči cementu. V betonové směsi nanojíl tvoří částečnou náhradu cementu. Jedná se o látku s nízkou pucolánovou aktivitou, avšak s dobrou kompatibilitou s cementovým tmelem. Při dávce nanojílu odpovídající 0,5 % hmotnosti cementu dochází k dobré účinnosti na redukci tlaků a získá se výborná pohledovost při příznivé ceně směsi. Při dávce nanojílu odpovídající 0,75 % hmotnosti cementu dochází k vysoké účinnosti na redukci tlaků a získá se vyhovující pohledovost při vyšší ceně.
Aplikace mikrostrukturálních přísad typu metakaolin nebo nanojíl má za cíl zvýšit tixotropní vlastnosti směsi a ranou pevnost směsi při zachování technologických požadavků na zpracovatelnost směsi a dosažení velmi dobré výsledné pohledovosti. Kombinace protichůdných požadavků vyžaduje optimální kombinaci dávkování přísad.
Tixotropie SCC je stav, kdy tekutá směs při pohybu vykazuje minimální viskozitu v rozsahu běžného SCC, avšak po uložení do bednění a prostorové stabilizaci dojde ve směsi k mikrostrukturální modifikaci a okamžitému nárůstu rané pevnosti. Naopak běžně používané SCC postrádají tixotropní efekt, a proto u nich nenastává vzhledem k jejich tekutosti žádná nebo minimální redukce bočních tlaků.
Bylo zjištěno, že aplikací kalcinovaných jílů jakožto částečné náhrady cementu ve směsi SCC, vede díky jejich hydratační aktivitě k rozvoji tixotropních vlastností. Stejně tak mikrovláknitý charakter nanojílové přísady umožňuje vznik rané pevnosti betonu a rozvoji tixotropních vlastností. Předkládané technické řešení vede k nalezení optimální kombinace obou přísad pro minimalizaci tlaku na bednění a dosažení nejlepší možné pohledovosti.
Hlavní výhodou betonové směsi pro samozhutnitelné betony podle technického řešení je efektivní a výrazné snížení bočních tlaků až o 70 % při zachování pracovního postupu ukládání směsi jako pro běžné SCC a výrazně lepší kvalita výsledné pohledovosti povrchu, přičemž betonáž lze provádět bez vibrací a za použití standardních prvků bednění s maximální nominální únosností 60 kPa bez nutnosti jejího zesilování. Další její výhodou je i možné snížení obsahu cementu v závislosti na obsahu metakaolinu a nanojílů. Kromě pohledových konstrukcí lze počítat s využitím této směsi i pro běžné konstrukční betony, jelikož kvalita výsledných konstrukcí je lepší a betonáž výrazně rychlejší s úsporou jak lidské práce, tak i provozních nákladů.
- 3 CZ 37502 U1
Příklady uskutečnění technického řešení
V následujících třech příkladech jsou popsána příkladná uskutečnění technického řešení s výsledky vztaženými k referenční směsi z běžného betonu. V Tab. 1a je uvedeno složení referenční směsi. Tab. 1b obsahuje dosažené technologické parametry směsi. Jako referenční směs byl zvolena běžná betonová směs ukládaná do bednění prostřednictvím vibrace.
Betonové směsi SCC pro příkladná řešení byly vyrobeny v betonárně následujícím postupem. Většinu složek směsi jsou granulární materiály, které je možné dávkovat v suchém stavu. Jedná se zejména o kamenivo, cement a metakaolin. Nanojíl je dodáván v práškové formě, avšak vzhledem k nízkému podílu ve směsi je pro jeho důslednou homogenizaci nutné předchozí rozmísení. Z nanojílu, vody a superplastifikátoru byla nejprve připravena nanojílová suspenze. Při přípravě nanojílové suspenze bylo nutné rozmíchat práškový nanojíl ve vodě a vytvořit suspenzi bez aglomerátů částic. Pro míchání se použila mechanická a/nebo ultrazvuková energie dostatečná k rozrušení aglomerátů. Poté byly zhomogenizovány suché složky směsi a smíchány se záměsovou vodou, ostatními přísadami a nanojílovou suspenzí. Byly odebrány vzorky čerstvé betonové směsi pro zkoušky konzistence, zkoušku L-box a zkoušku odlučitelnosti vody a dále vzorky čerstvé betonové směsi pro budoucí zkoušky krychlené tlakové pevnosti po 28 dnech a hloubky průsaku tlakovou vodou. Čerstvá betonová směs byla transportována na stavbu v autodomíchávači. Zde byla pomocí betonářských bádií ukládána do stěn ze systémového bednění o tloušťce 25 cm, minimální výšce 3,3 m, a s osazenou betonářskou výztuží. Betonáž probíhala tak, aby se maximálně využilo tixotropního efektu směsi pro samozhutnitelné betony podle technického řešení. Níže popsaný časový režim betonáže umožnil dostatečnou časovou prodlevu pro růst rané pevnosti a pokles bočních tlaků. Pro využití tixotropie bylo zapotřebí vytvoření ustáleného stavu, kdy směs neproudí a kdy na ni nepůsobí další mechanické vlivy. Toho bylo dosaženo technologickou přestávkou při betonáži, kdy betonová směs se bez použití vibrace ukládala postupně ve vrstvách určité výšky v rozmezí 0,3 až 0,8 m a mezi ukládáním jednotlivých vrstev byla vytvořena časová prodleva v délce 5 až 15 minut, kdy byla směs rovněž bez vibrace ponechána v klidu a současně nedocházelo k vysychání a zavadnutí povrchu směsi, aby bylo možné na položenou vrstvu navázat s betonáží další vrstvy bez viditelné pracovní spáry. Pro zajištění zvýšené pohledovosti byla směs ukládaná kontrolovaným vypouštěním pro zpomalení směsi před uložením a z co nejnižší výšky přes hranu bednění, kterou podmínky umožňovaly.
Během betonáže byl monitorován boční tlak v patě bednění pomocí snímače tlaku čerstvé směsi umístěného přímo v bednícím dílci a s každou vrstvou vyhodnocen rozliv obráceného Abramsova kužele. Rozliv od 45 do 55 cm představuje spodní interval pro zajištění dostatečné pohledovosti, výrazného tixotropního efektu a redukce tlaků na úrovni 50 až 70 %. Rozliv od 55 do 65 cm zaručuje optimální vlastnosti směsi, dobrou pohledovost a redukci bočních tlaků na úrovni 30 až 40 %. Rozliv od 65 do 70 cm představuje horní interval tekutosti, výbornou pohledovost a až 29 % redukci bočních tlaků ve srovnání s běžným vibrovaným betonem.
Po skončení betonáže a zatuhnutí směsi byl vyhodnocen maximální dosažený tlak v patě bednění a porovnán s tlakem referenční směsi.
Tab. 1a Složení referenční směsi z běžného vibrovaného betonu
| Složka | kg/m3 | |
| Cement CEM II A/M 42,5R (Prachovice) | 355 | |
| Popílek (Mělník) | 55 | |
| Voda | 195 | |
| Drobné těžené kamenivo frakcedo 4 mm | 860 | |
| Hrubé těžené kamenivo frakce | 4 až 8 mm | 220 |
| Hrubé drcené kamenivo frakce | 8 až 16 mm | 650 |
| Superplastifikátor | 2,2 |
- 4 CZ 37502 U1
Tab. 1b Dosažené technologické parametry pro referenční směs
| Konzistence stanovená metodou sednutí Abramsova kužele | S4 -200 mm |
| Proces pokládky betonu | Po vrstvách. Každá vrstva max 50 cm a následně vibrace ponorným vibrátorem každé vrstvě |
| Maximální boční tlak v patě bednění | 30,5 kPa |
| Mechanická pevnost po vytvrdnutí, 28-denní krychelná pevnost v tlaku | 48,8 MPa |
| Pohledovost | průměrná |
Příklad 1
Složení betonové směsi pro samozhutnitelné betony a její vlastnosti dle prvního příkladného uskutečnění technického řešení s redukcí bočních tlaků na úrovni 29 % a průměrného rozlivu směsi 70 cm je patrné z následujících tabulek Tab. 2a-c.
Tab. 2a Příkladné uskutečnění technického řešení 1
| Složka | kg/m3 |
| Cement CEM II/A-M 42,5 R | 353 |
| Jemně mletý vápenec | 228 |
| Voda | 106,5 |
| Drobné těžené kamenivo frakce do 4 mm | 841 |
| Hrubé těžené kamenivo frakce 4 až 8 mm | 310 |
| Hrubé drcené kamenivo frakce 8 až 16 mm | 444 |
| Metakaolin | 1,0 |
| Nanojílová suspenze | 112,9 |
| Superplastifikátor | 0,95 |
| Přísada pro udržení konzistence | 2,5 |
- 5 CZ 37502 U1
Tab. 2b Složení nanojílové suspenze pro příkladné uskutečnění 1
| Složka | kg/m3 |
| Nanojíl Sepiolit | 2,55 |
| Voda | 106,5 |
| Superplastifikátor | 2,85 |
| Přísada modifikující viskozitu | 1,0 |
Tab. 2c Dosažené technologické parametry pro příkladné uskutečnění 1
| Průměrný rozliv během betonáže | 70 cm |
| Proces pokládky betonu | Vrstvy 0,5 m Přestávka 10 min |
| Maximální boční tlak v patě bednění | 32,0 kPa |
| Redukce tlaku oproti referenční směsi dle Tab. 1a | 29,0 % |
| Mechanická pevnost po vytvrdnutí, 28-denní krychelná pevnost v tlaku | 47,2 MPa |
| Pohledovost | výborná |
Příklad 2
Složení betonové směsi pro samozhutnitelné betony a její vlastnosti dle druhého příkladného 10 uskutečnění technického řešení s redukcí bočních tlaků na úrovni 56 % je patrné z následujících tabulek Tab. 3a-c.
Tab. 3a Příkladné uskutečnění technického řešení 2
| Složka | kg/m3 |
| Cement CEM II A/M 42,5R | 317 |
| Jemně mletý vápenec | 229 |
| Voda | 109,5 |
| Drobné těžené kamenivo frakce do 4 mm | 841 |
| Hrubé těžené kamenivo frakce 4 až 8 mm | 310 |
| Hrubé drcené kamenivo frakce 8 až 16 mm | 444 |
| Metakaolin | 34 |
| Nanojílová suspenze | 115,9 |
| Superplastifikátor | 0,95 |
| Přísada pro udržení konzistence | 0,75 |
- 6 CZ 37502 U1
Tab. 3b Složení nanojílové suspenze pro příkladné uskutečnění 2
| Složka | kg/m3 |
| Nanojíl Sepiolit | 2,55 |
| Voda | 109,5 |
| Superplastifikátor | 2,85 |
| Přísada modifikující viskozitu | 1,0 |
Tab. 3c Dosažené technologické parametry pro příkladné uskutečnění 2
| Průměrný rozliv během betonáže | 53 cm |
| Proces pokládky betonu | Vrstvy 0,5 m Přestávka 5 až 10 min |
| Maximální tlak v patě bednění | 19,8 kPa |
| Redukce tlaku oproti referenční směsi dle Tab. 1a | 56,0 % |
| Mechanická pevnost po vytvrdnutí, 28-denní krychelná pevnost v tlaku | 42,0 MPa |
| Pohledovost povrchu | výborná s barevnou nestálostí |
Příklad 3
Složení betonové směsi pro samozhutnitelné betony a její vlastnosti dle třetího příkladného 10 uskutečnění technického řešení s redukcí bočních tlaků na úrovni 68 % je patrné z následujících tabulek Tab. 4a-c.
Tab. 4a Příkladné uskutečnění technického řešení 3
| Složka | kg/m3 |
| Cement CEM II A/M 42,5R | 317 |
| Jemně mletý vápenec | 229 |
| Voda | 107,5 |
| Drobné těžené kamenivo frakce do 4 mm | 841 |
| Hrubé těžené kamenivo frakce 4 až 8 mm | 310 |
| Hrubé drcené kamenivo frakce 8 až 16 mm | 444 |
| Metakaolin | 17 |
| Nanojílová suspenze | 113,9 |
| Superplastifikátor | 0,95 |
| Přísada pro udržení konzistence | 0,75 |
- 7 CZ 37502 U1
Tab. 4b Složení nanojílové suspenze pro příkladné uskutečnění 3
| Složka | kg/m3 |
| Nanojíl Sepiolit | 2,55 |
| Voda | 107,5 |
| Superplastifikátor | 2,85 |
| Přísada modifikující viskozitu | 1,0 |
Tab. 4c Dosažené technologické parametry pro příkladné uskutečnění 3
| Průměrný rozliv během betonáže | 52 cm |
| Proces pokládky betonu | Vrstvy 0,5 m Přestávka 5 min |
| Maximální tlak v patě bednění | 14,6 kPa |
| Redukce tlaku oproti referenční směsi dle Tab. 1a | 68 % |
| Mechanická pevnost po vytvrdnutí, 28-denní krychelná pevnost v tlaku | 39,4 MPa |
| Pohledovost povrchu | Uspokojivá, na úrovni vibrovaného betonu |
Claims (2)
1. Směs pro redukci tlaků samozhutnitelných betonů, obsahující cement, jemně mletý vápenec, kamenivo, vodu a přísady, vyznačující se tím, že na 1 m3 směsi obsahuje 310 až 360 kg cementu, 5 200 až 230 kg jemně mletého vápence, 1450 až 1650 kg kameniva, až 2,5 kg přísady pro udržení konzistence, 90 až 110 kg vody a až 1 kg superplastifikačních přísad, 1 až 34 kg kalcinovaných jílů jako aktivních mikrostrukturálních přísad a 91 až 120 kg nanojílové suspenze.
2. Směs pro redukci tlaků samozhutnitelných betonů podle nároku 1, vyznačující se tím, že nanojílová suspenze obsahuje až 2,55 kg tixotropní mikrostrukturální přísady nanojílu minerálu 10 Sepiolit, až 1 kg přísady modifikující viskozitu, 2 až 3 kg superplastifikačních přísad a 90 až 110 kg vody.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2023-41410U CZ37502U1 (cs) | 2023-10-23 | 2023-10-23 | Směs pro redukci tlaků samozhutnitelných betonů |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2023-41410U CZ37502U1 (cs) | 2023-10-23 | 2023-10-23 | Směs pro redukci tlaků samozhutnitelných betonů |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ37502U1 true CZ37502U1 (cs) | 2023-11-20 |
Family
ID=88863287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2023-41410U CZ37502U1 (cs) | 2023-10-23 | 2023-10-23 | Směs pro redukci tlaků samozhutnitelných betonů |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ37502U1 (cs) |
-
2023
- 2023-10-23 CZ CZ2023-41410U patent/CZ37502U1/cs active IP Right Grant
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Prokopski et al. | The effect of using granite dust as a component of concrete mixture | |
| Kondraivendhan et al. | Flow behavior and strength for fly ash blended cement paste and mortar | |
| Freidin | Cementless pressed blocks from waste products of coal-firing power station | |
| Bosiljkov | SCC mixes with poorly graded aggregate and high volume of limestone filler | |
| Felekoğlu et al. | Effect of water/cement ratio on the fresh and hardened properties of self-compacting concrete | |
| US7041167B2 (en) | Low density accelerant and strength enhancing additive for cementitious products and methods of using same | |
| CN108341639A (zh) | 一种早强型水泥基厚层找平砂浆及使用方法 | |
| EP3768651A1 (en) | Method for the preparation of fresh concrete and fresh concrete obtained by this method | |
| Berredjem et al. | Influence of recycled sand containing fillers on the rheological and mechanical properties of masonry mortars | |
| Khalid et al. | Effect of mixing time on flowability and slump retention of self-compacting paste system incorporating various secondary raw materials | |
| Basu et al. | Effect of carbonation on the mechanical and durability properties of sandstone modified self-compacting concrete | |
| EP0990628A1 (de) | Leichtmauermörtel | |
| WO2020249145A1 (en) | Dry mixture for the preparation of concrete, fresh concrete and method for the preparation of fresh concrete | |
| Guerzou et al. | Study of concretes properties based on pre-saturated recycled aggregates | |
| Hela et al. | Development of ultra high performance concrete and reactive powder concrete with nanosilica | |
| EP4101646A1 (en) | Concrete composition for 3d printing | |
| CN109748541A (zh) | 一种机制砂大流态砂浆 | |
| CZ36703U1 (cs) | Směs pro samozhutnitelný beton | |
| JP4945777B2 (ja) | 気泡コンクリートの製造方法 | |
| JP2017154941A (ja) | 高強度グラウト組成物および高強度グラウト材 | |
| EP2028170A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton | |
| Sharma | Partial replacement of cement by silica fume | |
| CZ35213U1 (cs) | Betonová směs pro samozhutnitelné betony | |
| KR20220155783A (ko) | 로내 탈황방식 석탄 연소 고칼슘 플라이애시를 활용한 매입말뚝 주입재 조성물 | |
| RU2839156C1 (ru) | Сырьевая смесь для строительной 3D-печати |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20231120 |