II POKARPACKA KONFERENCJA DROGOWA BETONOWE...

Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury Politechniki Rzeszowskiej

29.11.2017

dr inż. Grzegorz Bajorek Centrum Technologiczne Budownictwa przy Politechnice Rzeszowskiej

Politechnika Rzeszowska

Stowarzyszenie Producentów Betonu Towarowego w Polsce

II POKARPACKA KONFERENCJA DROGOWA

BETONOWE drogi w Polsce

SPOSÓB NA

TRWAŁY BETON

TRWAŁA KONSTRUKCJA – TRWAŁY BETON

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

TRWAŁA KONSTRUKCJA (TRWAŁY BETON)

to taka konstrukcja,

która przez cały projektowy okres użytkowania,

przy uwzględnieniu wpływów środowiska

i przy przewidywanym poziomie utrzymania

spełnia wymagania

ze względu na użytkowalność, nośność i stateczność,

bez istotnego obniżenia przydatności

lub nadmiernych, nieprzewidzianych kosztów utrzymania

(def. z PN-EN 1990 + PN-EN 1992 + PN-EN 206 + PN-EN 13670)

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

• projekt mieszanki betonowej i badania wstępne

(dobór jakościowy i ilościowy składników betonu)

• wytwarzanie mieszanki betonowej

(warunki produkcji i kontrola produkcji)

• transport mieszanki betonowej

(środki transportu, czas transportu)

• wbudowywanie mieszanki betonowej

(pompowanie, układanie, zagęszczanie)

• pielęgnacja betonu – warunki wilgotnościowe, warunki temperaturowe,

zabezpieczenie przed uszkodzeniami mechanicznymi

CO WPŁYWA NA TRWAŁOŚĆ BETONU?

TRWAŁA KONSTRUKCJA – TRWAŁY BETON

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

• projekt mieszanki betonowej i badania wstępne

(dobór jakościowy i ilościowy składników betonu)

• wytwarzanie mieszanki betonowej

(warunki produkcji i kontrola produkcji)

• transport mieszanki betonowej

(środki transportu, czas transportu)

• wbudowywanie mieszanki betonowej

(pompowanie, układanie, zagęszczanie)

• pielęgnacja betonu – warunki wilgotnościowe, warunki temperaturowe,

zabezpieczenie przed uszkodzeniami mechanicznymi

CO WPŁYWA NA TRWAŁOŚĆ BETONU?

TRWAŁA KONSTRUKCJA – TRWAŁY BETON

+ kontrola jakości

Wymagania określone przez konstruktora obiektu (specyfikującego):

wytrzymałość –

klasa betonu – zwykłego lub ciężkiego od C8/10 do C100/115

– lekkiego od LC8/9 do LC80/88

(według PN-EN 206)

w tym: od C12/15 do C90/105

(według PN-EN 1992)

odporność na oddziaływanie środowiska –

– zdefiniowana poprzez określoną klasę ekspozycji

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

TRWAŁY BETON

TRWAŁA KONSTRUKCJA – TRWAŁY BETON

TRWAŁA KONSTRUKCJA – TRWAŁY BETON

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

ODDZIAŁYWANIE ŚRODOWISKA (KLASY EKSPOZYCJI BETONU)

TRWAŁA KONSTRUKCJA – TRWAŁY BETON

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

ODDZIAŁYWANIE ŚRODOWISKA (KLASY EKSPOZYCJI BETONU)

TRWAŁA KONSTRUKCJA – TRWAŁY BETON

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

ODDZIAŁYWANIE ŚRODOWISKA (KLASY EKSPOZYCJI BETONU)

KLASY EKSPOZYCJI BETONU NA DZIAŁANIE ŚRODOWISKA

X0

XS XF

XM

XA XD

XC

Chlorki z wody morskiej

Brak zagrożeń

Karbonatyzacja

Chlorki niepochodzące

z wody morskiej Agresja

chemiczna

Agresja wywołana ścieraniem

Zamrażanie/ odmrażanie

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

GŁÓWNE CZYNNIKI ZAPEWNIAJĄCE SUKCES W ZAKRESIE OKREŚLONEJ KLASY EKSPOZYCJI BETONU

18 KLAS EKSPOZYCJI BETONU X(-)(-)

Wymusza:

- maksymalny wskaźnik W/C

- minimalna klasa wytrzymałości

- minimalna zawartość cementu

- stopień napowietrzenia

- kruszywo odpowiedniej jakości np. mrozoodporne, odporne na ścieranie

- cement odpowiedniego rodzaju np. siarczanoodporny, niskoalkaliczny, o niskim cieple hydratacji

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

Klasy ekspozycji

Korozja spowodowana chlorkami –

chlorki nie pochodzące z wody morskiej

Agresja spowodowana

zamrażaniem/rozmrażaniem

XD1 XD2 XD3 XF1 XF2 XF3 XF4

Maksymalne

w/c 0,55 0,55 0,45 0,55 0,55 0,50 0,45

Minimalna

klasa

wytrzymałości C30/37 C30/37 C35/45 C30/37 C25/30 C30/37 C30/37

Minimalna

zawartość

cementu

(kg/m3)

300 300 320 300 300 320 340

Minimalna

zawartość

powietrza (%) - - - - 4,0a/ 4,0a/ 4,0a/

Inne

wymagania

- - - Kruszywo zgodne z PN-EN 12620

o odpowiedniej mrozoodporności

a/ W przypadku betonu nienapowietrzonego zaleca się badanie jego właściwości użytkowych odpowiednią metodą

i porównanie z betonem, którego mrozoodporność w warunkach danej klasy ekspozycji jest potwierdzona.

NORMOWE WYMOGI TRWAŁOŚCI BETONU W ZAKRESIE MROZOODOPORNOŚCI I ODPORNOŚCI NA ŚRODKI ODLADZAJĄCE

WEDŁUG PN-EN 206

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

PN-EN 206 → OGÓLNE SPECYFIKACJE TECHNICZNE GDDKiA

Klasy ekspozycji

Korozja spowodowana chlorkami –

chlorki nie pochodzące z wody morskiej

Agresja spowodowana

zamrażaniem/rozmrażaniem

XD1 XD2 XD3 XF1 XF2 XF3 XF4

Maksymalne w/c 0,55 0,50 0,45 0,55 0,55 0,50 0,45

Minimalna klasa

wytrzymałości C30/37 C30/37 C35/45 C30/37 C25/30 C30/37 C30/37

Min. zawartość

cementu (kg/m3) 300 320 320 300 300 320 340

Min. zawartość CEM I

lub CEM II przy

stosowaniu dodatku

mineralnego (kg/m3)

280 300 300 280 b/ b/ b/

Minimalna

zawartość

powietrza (%) - - - - c/ c/ c/

Inne

wymagania

- - - F2 F1 F1 FNaCl 6

OST beton konstrukcyjny

0,40 OST beton konstrukcyjny

380

POZANORMOWE WYMOGI TRWAŁOŚCI BETONU W ZAKRESIE MROZOODOPORNOŚCI

I ODPORNOŚCI NA ŚRODKI ODLADZAJĄCE

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

PN-EN 206 → OGÓLNE SPECYFIKACJE TECHNICZNE GDDKiA

Klasy ekspozycji

Korozja spowodowana chlorkami –

chlorki nie pochodzące z wody morskiej

Agresja spowodowana

zamrażaniem/rozmrażaniem

XD1 XD2 XD3 XF1 XF2 XF3 XF4

Maksymalne w/c 0,55 0,50 0,45 0,55 0,55 0,50 0,45

Minimalna klasa

wytrzymałości C30/37 C30/37 C35/45 C30/37 C25/30 C30/37 C30/37

Min. zawartość

cementu (kg/m3) 300 320 320 300 300 320 340

Min. zawartość CEM I

lub CEM II przy

stosowaniu dodatku

mineralnego (kg/m3)

280 300 300 280 b/ b/ b/

Minimalna

zawartość

powietrza (%) - - - - c/ c/ c/

Inne

wymagania

- - - F2 F1 F1 FNaCl 6

OST beton nawierzchniowy

0,45

OST beton nawierzchniowy

360 (420 nawierzchnia z

odkrytym kruszywem)

POZANORMOWE WYMOGI TRWAŁOŚCI BETONU W ZAKRESIE MROZOODOPORNOŚCI

I ODPORNOŚCI NA ŚRODKI ODLADZAJĄCE

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

WYBÓR WŁAŚCIWEGO CEMENTU – KAŻDY MOŻE BYĆ „DOBRY”, KAŻDY MOŻE BYĆ „ZŁY”

Klasa

32,5 L*/

32,5 N

32,5 R

42,5 L*/

42,5 N

42,5 R

52,5 L*/

52,5 N

52,5 R */L – klasa wytrzymałości dotycząca tylko

cementów CEM III

Rodzaje cementów powszechnego

użytku:

- CEM I Cement portlandzki

- CEM II Cement portlandzki

wieloskładnikowy

żużlowy, krzemionkowy, pucolanowy

popiołowy, łupkowy, wapienny, wieloskładnikowy

- CEM III Cement hutniczy

- CEM IV Cement pucolanowy

- CEM V Cement wieloskładnikowy

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

Klasa

32,5 L*/

32,5 N

32,5 R

42,5 L*/

42,5 N

42,5 R

52,5 L*/

52,5 N

52,5 R */L – klasa wytrzymałości dotycząca tylko

cementów CEM III

Rodzaje cementów powszechnego

użytku:

- CEM I Cement portlandzki

- CEM II Cement portlandzki

wieloskładnikowy

żużlowy, krzemionkowy, pucolanowy

popiołowy, łupkowy, wapienny, wieloskładnikowy

- CEM III Cement hutniczy

- CEM IV Cement pucolanowy

- CEM V Cement wieloskładnikowy

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

WYBÓR WŁAŚCIWEGO CEMENTU

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

PN-EN 206 → PN-EN 12620: …co to znaczy: „Kruszywo zgodne z PN-EN 12620 o odpowiedniej mrozoodporności???”…

Norma PN-EN 12620 w załączniku F definiuje kruszywo o odpowiedniej

mrozoodporności (dla klimatu Polski należy przyjąć klimat kontynentalny):

- częściowe nasycenie, brak soli (XF1) – kategoria mrozoodporności

kruszywa F2 lub MS25

- nasycenie, brak soli (XF3) – kategoria F1 lub MS18

- sól (woda morska lub nawierzchnie drogi (XF2, XF4) – F1 lub MS18

- nawierzchnie lotnisk (XF4) – F1 lub MS18

Norma PN-EN 12620 w załączniku F potwierdza także, że kruszywo

o nasiąkliwości ≤1% zbadanej wg PN-EN 1097-6, może być z założenia

uznane za mrozoodporne.

WYBÓR WŁAŚCIWEGO KRUSZYWA

OBNIŻANIE WSKAŹNIKA W/C POPRZEZ ZASTOSOWANIE DOMIESZEK

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

TWORZENIE MROZOODPORNEJ STRUKTURY BETONU POPRZEZ NAPOWIETRZENIE

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

TWORZENIE MROZOODPORNEJ STRUKTURY BETONU POPRZEZ NAPOWIETRZENIE

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

PN-EN 206 → PN-B 06265:2016(???) → OST GDDKiA … zalecane zawartości powietrza w mieszance betonowej przez

Ogólną Specyfikację Techniczną GDDKiA (beton nawierzchniowy) …

Wymiar

kruszywa D

[mm]

Etap wykonywania badań Maksymalne

dopuszczalne

odchylenie

pojedynczych

wyników badania

od wartości

założonej

Projektowanie

składu mieszanki

betonowej

[%]

Zatwierdzanie

receptury, próba

technologiczna,

kontrola jakości

robót [%]

8,0 5,0 do 6,5 5,0 do 7,0

-0,5

+1,0

16,0 4,5 do 6,0 4,5 do 6,5

22,4 4,5 do 6,0 4,5 do 6,5

31,5 4,0 do 5,5 5,0 do 6,5

OST GDDKiA: … klasy mrozoodporności w odniesieniu do klas ekspozycji …

Klasa ekspozycji Klasa

mrozoodporności

XF1 F100

XF2 i XF3 F150

XF4 F200

WYMOGI TRWAŁOŚCI BETONU W ZAKRESIE MROZOODOPORNOŚCI BETONU KONSTRUKCYJNEGO –

NARZĘDZIA LABORATORYJNEGO SPRAWDZENIA

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

OST GDDKiA: … kategorie mrozoodporności dla górnej warstwy nawierzchni

dwuwarstwowej oraz nawierzchni jednowarstwowej …

… wymagany stopień mrozoodporności dla dolnej warstwy nawierzchni

dwuwarstwowej …

Klasa ekspozycji Kategoria mrozoodporności

XF3 FT1

XF4 FT2

Element Klasa mrozoodporności

Dolna warstwa nawierzchni

dwuwarstwowej F150

WYMOGI TRWAŁOŚCI BETONU W ZAKRESIE MROZOODOPORNOŚCI I ODPORNOŚCI NA ŚRODKI ODLADZAJĄCE

BETONU NAWIERZCHNIOWEGO – NARZĘDZIA LABORATORYJNEGO SPRAWDZENIA

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

KONIECZNOŚĆ KONTROLI BETONU

PRODUCENT

dokonuje OCENY

ZGODNOŚCI

może to wykonywać

w całości samodzielnie,

może (musi od 2018 2019?)

dodatkowo zaangażować

zewnętrzną jednostkę

certyfikującą Zakładową

Kontrolę Produkcji

OBOWIĄZEK

WYKONAWCA

INSPEKTOR

NADZORU

kontrolują, czy PRODUCENT

rzeczywiście dostarczył wyrób

o wymaganiach określonych

w zamówieniu

dokonują BADANIA

IDENTYCZNOŚCI

PRAWO (Z KTÓREGO WARTO LUB TRZEBA SKORZYSTAĆ)

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

KONTROLA BETONU JAKO WYROBU BUDOWLANEGO

badania –

- zarówno PRODUCENTA w zakresie oceny zgodności

- jak i WYKONAWCY (NADZORU) w zakresie oceny identyczności

powinny być realizowane

w miejscu dostawy

badania identyczności –

najlepiej powierzyć Laboratorium Akredytowanemu,

którego kompetencje odnośnie prawidłowości wykonywania badań

zostały potwierdzone przez niezależną jednostkę zewnętrzną,

tj. Polskie Centrum Akredytacji (PCA)

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON

PIELĘGNACJA BETONU

SPOSÓB NA TRWAŁY BETON