TEHN. GRAĐENJA II-Podvodno betoniranje

SVEUILITE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU

GRAEVINSKI FAKULTET FACULTY OF CIVIL ENGINEERING

SEMESTRALNI RAD IZ PREDMETA:

TEHNOLOGIJA GRAENJA IITEMA: Podvodno betoniranje

U Osijeku, svibanj 2011.

GRAEVINSKI FAKULTET U OSIJEKU

SVEUILINI DIPLOMSKI STUDIJ

TEHNOLOGIJA GRAENJA II


SADRAJ:1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 UVOD NAINI UGRADNJE BETONA POD VODOM PRIMJERI ADITIVI ZA BETON ZA BETONIRANJE POD VODOM LITERATURA

PODVODNO BETONIRANJE

2





1.0

UVOD

Ugradnja pod vodom temelji se na injenici da za stvrdnjavanje nije potreban zrak. Dapae, stvrdnjavanje je jednako ili bolje pod vodom. No obzirom da pod vodom nije mogue vibriranje (zbog ispiranja cementa vodom), svjei beton za podvodno betoniranje mora biti dovoljno teku da potpuno ispuni kalup. Stoga naroitu panju treba posvetiti glavnoj fazi betoniranja: ugradbi betona. Pritom se beton ne smije razmijeati tj. vodom razjediniti i isprati. Da se to nebi dogodilo osnovno je pravilo da beton ne smije slobodno padati kroz vodu: tj. betonska masa na putu ugradnje ne smije dolaziti direktno u dodir s vodom. Kad bi se beton slobodno sipao direktno kroz vodu brzo tonjenje betona ispiralo bi sitne estica betonske mase, prvenstveno cementa, tj. razjedinilo svjei beton na agregat i cement. Potom bi se na dno kalupa najprije nataloila najkrupnija granulacija, tj. na dnu kalupa ostao bi isti agregat. Na njemu bi se nakon relativno dugog razdoblja slegao rahli cement.


3





2.0

NAINI UGRADNJE BETONA POD VODOM

Postoji nekoliko isprobanih naina ugradbe betona pod vodom:

2.1. BETONIRANJE NA PLIAKU: B e t o n i r a nj e n a p l i a k u - do 1 m dubine izvodi se istresajui beton na suhom (gomila iznad vode) koji onda svojim tlakom porinjava pokos betona prema naprijed i tako betonska masa postepeno ispunjava cijeli profil. U kontaktu s vodom uvijek je ista povrina betona tako da se preostala masa nee isprati.

Slika 1 (betoniranje na pliaku nain napredovanja s kopna)


4





2.2. POKRETNA CIJEV: P o k r e t n a c i j e v radi po principu kontraktora (slika 2 u nastavku), a slui za podvodno betoniranje ploa u sluajevima kad se ne postavlja veliki zahtjev na kvalitetu podvodnog betona.

Slika 2 (betoniranje pokretnom cijevi)


5





2.3. DIZALINA GRTALICA: D i z a l i n a g r t a l i c a moe se upotrijebiti u sluajevima betoniranja masivnih presjeka kad se ne postavlja veliki zahtjev na kvalitetu podvodnog betona.

Slika 3 (betoniranje dizalinom grtalicom)


6





2.4. RUNA POSUDA ILI BETONSKI SILOS: R u n a p o s u d a ili b e t o n s k i s i l o s sa svjeim betonom treba biti prednjim krajem utisnut u beton. Tek tako uronjena posuda se istresa ili otvara pa istreseni beton ne dolazi u prevelik dodir s morem, a nivo betona u oplati se penje.

Slika 4 (betoniranje runom posudom)


7





2.5. CONTRAKTOR SISTEM: "C o n t r a k t o r" s i s t e m je ope priznat po vedskom graevinskom poduzeu Contractor koje ga je prvo primjenilo. U engleskoj literaturi koristi se termin "tremie" (dolazi od franc. Tremie = lijevak). Bazira se na elinom lijevku navarenom na vertikalnu cijev, kontraktoru, koji pokriva odreenu plohu (promjer djelovanja) za betoniranje. Uobiajeni promjer kontraktorske cijevi je 8 do 12 maksimalni promjer zrna agregata, to obino iznosi 250 mm. Betoniranje se vri sipanjem svjeeg betona u lijevak kontraktora nad vodom. Beton iz lijevka u kalup (oplatu) putuje prema dolje kroz cijev kontraktora (koja uvijek mora biti puna betona) tako da slobodno ne pada kroz vodu. Cijev kontraktora uvijek je svojim vrhom barem 0,5 m uronjena u prethodno ugraenu masu svjeg betona. Kod prvog punjenja cijev je na donjem kraju zabrtvljena nekon vrstom "lopte" koja se na poetku betoniranja izvue laniem. Svjei beton iz vrha kontraktora istiskuje se tlakom stupca betona nasutog u kontraktor. Mali presjeci betoniraju se pojedinanim kontraktorom, a veliki grupom kontraktora koji su na razmaku 4-6m. Razmak pojedinanog kontraktora od oplate i meusobni razmak grupe kontraktora ovisi o promjeru rasprostiranja svjeeg betona koji je 3 4 m. Nagib povrine svjeeg betona je 1:6 za pojedinani kontraktor, a 1:9 za grupu kontraktora. Promjeri rasprostiranja se moraju preklapati tako da sav tlocrt kalupa bude prekriven krugovima rasprostiranja svjeeg betona. Betoniranje po visini napreduje tako da se cijev lagano povlai prema gore (bez horizontalnih pomaka) kako se u oplati die razina betona. U kontaktu s morem uvijek je samo gornja povrina betonske mase. Kad beton izae iznad vode zavrava se podvodno betoniranje, a nakon zavrenog vezivanja, gornji slabi (isprani) sloj betona se obije kako bi se nadvodno betoniranje nastavilo na kvalitetan podvodni beton.


8





Slika 5 (betoniranje Contractor postupkom)

Slika 6 (raspored cijevi za betoniranje pod vodom)


9





Slian sistem je nizizemski "vodni ventil" (engl. Hydrovalve). Slui za betoniranje tankih konstrukcija (betonskih i armiranobetonskih ploa do 0,75 m debljine) horizontalnim voenjem amotamo. Vodni ventil ispod elinog lijevka umjesto eline cijevi ima fleksibilnu cijev od tkanog materijala na ijem je kraju opet elina cijev. Kad betona nema u lijevku cijev je splotena od vodenog tlaka, a kad beton tee cijev je uvijek dobro priljubljena uz beton i nema ispiranja cementa. Njen donji kraj nije uronjen u beton nego je na eljenoj razini budue gornje povrine betona.

2.6. COLCRETE SISTEM: "C o l c r e t e" sistem (inozemna licenca). U engleskoj literaturi koristi se termin "Grouted aggregates"=injektirani agregat, ili "Pre-placed aggregate concret"=beton od prethodno postavljenog agregata. Podrazumijeva ugradnju agregata (bez cementa) u oplatu i potom injektiranje cementnog morta u agregat kako bi se agregat povezao u betonsku masu. Agregat je uniformne granulacije (jednozrnat). Betoniranje zapoinje sipanjem agregata u oplatu. U ukupnom volumenu betona agregata je 65 - 70%, a morta 35 - 30%. Prije sipanja agregata postave se u oplatu "zdenci" od armature na razmaku 1,5m, a prilikom sipanja agregata zdenci se napune agregatom. Potom se kroz zdence injektira pogodan cementni mort u upljine agregata. Maksimalni promjer zrna morta treba biti manji od 1/10 minimalnog promjera zrna agregata. Oprema za injektiranje bazira se na vertikalnim injekcijskim cijevima (kontraktori manjeg promjera) koje su uronjene u "zdence" od armature. Zdenci pokrivaju odreeni promjer injekcije za betoniranje. Injektiranje se vri tlakom stupca cementnog morta u injekcijskoj cijevi. Betoniranje po visini napreduje tako da se cijev lagano povlai prema gore kako se u oplati die razina cementnog morta. Modernija je varijanta injektiranje pumpom. U tom sePODVODNO BETONIRANJE 10





sluaju umjesto armaturnih zdenaca u agregat postave vertikalne eline injekcijske cijevi gotovo do dna kalupa, a injekcijska masa se kroz njih tlai u agregat pumpom. Pritom se injekcijske cijevi (za razliku od kontraktorskih injekcijskih cijevi) ne povlae prema gore kako razina injekcijske mase u kalupu raste. Razmak injekcijskih cijevi je oko 2m. Tipina injekcijska masa (injekcijski mort) sastoji se od veziva (portland cement i puzzolan u masenom omjeru 2,5:1 do 3,5:1) i pijeska u masenom omjeru 1:1 do 1,5:1. Vodocementni faktor injekcijske mase je v/c+0,42 do 0,5. Uz to ide dodatak za prodiranje injekcijske mase (intrusion aid) koji pospjeuje teenje i rasprivanje kao i poveava kohezije. Ovaj dodatak malo usporava vezivanje i sadri i malo aluminijskog praha koji lagano poveava volumen prije okonanja stvrdnjavanja. Ovaj nain daje bolje vrstoe betona nego drugi; redovito preko 40 Mpa.

Slika 7 (betoniranje ubacivanjem morta sistem Colcrete)


11





2.7. REETKASTI LIFT: R e e t k a s t i lift (engl. Skip = reetkasti rudarski lift) slui za betoniranje tankih konstrukcija. Moe raditi i deblje ako se usta reetkastog lifta ukopaju u ranije postavljen svjei beton. Lift se sastoji od dvije polovice velike limene tepsije koje se napune i poravnaju na suhom, te prekriju s dvije polovice PVC folije koje se nalijepe na beton i stre preko ruba tepsije. Folije spreavaju ispiranje betona jer ostaju nalijepljene na beton prilikom potapanja tepsije, ali i prilikom istresanja betona. Istresanje se vri tako da se tepsija spusti na dno i potom njeni krajevi podiu dok rascjep na sredini ostaje na dnu. Time se svaka polovica tepsije nagne pa beton pone curiti po dnu. Istovremeno se polovice tepsije razmiu tako da se beton razastre po dnu u jednolinoj debljini. Najbolja je varijanta reetkastog lifta s vertikalnim vodilicama i "suknjicom" koja minimizira mijeanje betona s vodom.

2.8. BETONPUMPA: B e t o n p u m p a je idealna za ugradnju betona pod vodom jer je sastav i konzistencija podvodnog betona slina pumpanom betonu. Dubina betoniranja je oko 30m. Princip betoniranja je kao s kontraktorom, no operator pumpe nema tako dobar osjecaj kao operator kontraktora. Cijev pumpe pod vodom je pod kutem prema horizontali, pa stoga nije kontrolabilna kao cijev kontraktora. Bitno je spreavanje njenog horizontalnog pomicanja.


12





2.9. VREE S PATENT VOROM: V r e e s p a t e n t v o r o m se koriste kad je potrebno malo betona kao npr. kod popravaka podvodnog betona. Nepropusna vreca se napuni betonom na suhom i zavee uetom jednim patent vorom. Vreca se na konopu spusti na mjesto ugradnje, potezom za konop razrijei vor i potom beton kao pasta za zube istisne u prethodno prireenu kavernu u starom betonu. Sve to obavlja ronilac pod vodom, uz skupi sat ronjenja.

2.10. JUTENE VREE: J u t e n e v r e e (10 do 20 litara) napune se do pola plastinim betonom, zaveu nerazvezivo i poloe na eljeno mjesto pomou ronioca. Polupune plastine vree mogu se dobro prilagoditi kod meusobnog slaganja ili ispunjavanja nekog oblika. Cementna pasta prije ovrivanja betona prodire kroz jutu u drugu vreu i beton se povee. Ovo je zgodno kod pravljenja podmorskih oslonaca za uplje betonske blokove, jer se vree mogu dobro nivelirati na eljenu visinu. Ronioci vie vole upravljati s suhom mjeavinom cementa i agregata (suhomijeani beton), a kod ugradnje povezivati vree stavljajui buku meu vree. To ne daje dobre rezultate, jer se suhomijeani beton nikad potpuno ne namoi probijanjem dovoljne koliine vode za hidrataciju cementa pa ne ovrsne potpuno, a kontaktne povrine meu vreama su minimalne


13





2.11. PODVODNE INJEKTIRANE VREE I MADRACI: P o d v o d n e i nj e k t i r a n e v r e e i m a d r a c i koriste se kao elementi zatite od erozije, ispiranja od brodskog vijka i probijanja vode. Sastoje se od dvoslojnog propusnog tkanog materijala povezanog koncem. Sekcije se meusobno spoje, poloe prazne na pokos ispod i iznad vode i potom ispune pumpanim betonom. Radi ojaanja vree se mogu proiti elinim kabelom ili uetom kako bi se osigurala cjelovitost nakon slijegavanja i pukotina od skupljanja betona.


14





3.0

PRIMJERI

3.1. PREVODNICA U BEZDANU: Prevodnica u Bezdanu je zavrena 1856. god. i prvi je objekat u Europi gde je primjenjeno podvodno betoniranje. Na samom gradilitu je organizirana tvornica betona. Betoniranje je trajalo neprekidno danju i nou 90 dana. Prevodnica je imala dva para dvokrilnih vrata na oba kraja komore. Koristio se onaj par vrata koji je odgovarao vodostaju u momentu prolaska plovila kroz prevodnicu. Povezuje kanal Vrbas-Bezdan sa Dunavom. Ne koristi se kao prevodnica od 1995. god. ve slui samo za potrebe obrane od velikih voda Dunava.


15





3.2. :


16





4.0

ADITIVI ZA BETON ZA BETONIRANJE POD VODOM:

Postoji vie vrsta aditiva za beton za betoniranje pod vodom od kojih izdvajamo slijedee:

4.1. Sika STABILIZER 229Si Univerzalni aditiv na bazi anionski aktivnog polisaharida koji se koristi kod betonskih mjeavina sa neadekvatnim i problematinim sastavom agregata. Preporuuje se kod betona koji imaju nizak sadraj cementa i malo uece finih estica, kao i kod betona sklonim segregaciji i posljedinom izazivanju visokog pritiska pri pumpanju. Poboljava koheziju i plastinost svjee betonske mase. Koristi se kod betona za podvodno betoniranje, samokompaktirajuih i standardnih betona u prevenciji segregacije.


17





4.2. SikaP UCS-01:vi za podvodno Aditiv koji sadri alkalno otporne stabilizatore koji su predvieni za uporabu kod betona za podvodno betoniranje. Doprinosi adheziji cementne paste i agregata i time spreava segregaciju, a posebno pojaava koheziju unutar cementne paste. Ne sadri kloride i time ne doprinosi koroziji armature. Moe se koristiti u kombinaciji sa ostalim plastifkatorima i superplastifkatorima kako bi se dobio beton sa mogunocu produene ugradnje i dueg transporta. Dozira se od 0,2-1,7% u odnosu na koliinu cementa.


18





Betoniranje

5.0

LITERATURA

Velimir Ukrajinczyk - BETON - Struktura, svojstva, tehnologija, 1994.g. Leo Babi - Pomorski objekti u betonu, 1968.g. Juraj Molanov - Tehnologija i svojstva betona, 1978.g. asopis BauTechnik asopis BauInenjer asopis Beton Internet (razni izvori)


19

Documents

TEHN. GRAĐENJA II-Podvodno betoniranje