Page 34 - Demo

TECHNOLOGIA BETONU34 ZBI %u2013 Zak%u0142ady Betonowe International %u2013 4 | 2025 www.cpi-worldwide.comW sektorze infrastruktury, a w szczeg%u00f3lno%u015bci w budownictwie tunelowym, ze wzgl%u0119du na z%u0142o%u017cone oddzia%u0142ywania mi%u0119dzy gruntem a konstrukcj%u0105 oraz wysokie wymagania dotycz%u0105ce trwa%u0142o%u015bci obiekt%u00f3w, zu%u017cywa si%u0119 ogromne ilo%u015bci materia%u0142%u00f3w, kt%u00f3rych produkcja wi%u0105%u017ce si%u0119 m.in. ze znaczn%u0105 emisj%u0105 CO2 i wysokim zu%u017cyciem zasob%u00f3w. Standardowe systemy no%u015bne tuneli sk%u0142adaj%u0105 si%u0119 zazwyczaj z segment%u00f3w betonowych %u2013 tzw. tubing%u00f3w %u2013 kt%u00f3re u%u0142o%u017cone w pier%u015bcienie tworz%u0105 obudow%u0119 tunelu. Obecnie w budownictwie tunelowym standardowo stosuje si%u0119 tubingi na bazie cementu portlandzkiego, kt%u00f3rych produkcja wi%u0105%u017ce si%u0119 z bardzo wysok%u0105 emisj%u0105 CO2 %u2013 na poziomie oko%u0142o 700 %u2013 1 000 kg CO2/m3. Wynika to m. in. z wysokich wymaga%u0144 dotycz%u0105cych przyrostu wytrzyma%u0142o%u015bci wczesnej tych element%u00f3w wykonywanych w technologii prefabrykacji. Standardowym wymogiem przy produkcji tubing%u00f3w jest osi%u0105gni%u0119cie wytrzyma%u0142o%u015bci na %u015bciskanie na poziomie 15 MPa po 8 godzinach.W praktyce dost%u0119pne s%u0105 r%u00f3%u017cne sposoby na zwi%u0119kszenie wytrzyma%u0142o%u015bci wczesnej, np.: podniesienie temperatury betonu podczas jego twardnienia [1], zwi%u0119kszenie mia%u0142ko%u015bci cementu, a tym samym powierzchni sk%u0142adnik%u00f3w reaktywnych w celu przyspieszenia reakcji hydratacji [2], a tak%u017ce wspomaganie zarodkowania C-S-H poprzez dodanie drobno zmielonej m%u0105czki wapiennej [3, 4] oraz zarodk%u00f3w krzemianu wapnia (C-S-H) [5].Zwi%u0119kszenie mia%u0142ko%u015bci poprzez mielenie reaktywnych sk%u0142adnik%u00f3w spoiwa oferuje bardzo du%u017ce mo%u017cliwo%u015bci w zakresie podnoszenia wytrzyma%u0142o%u015bci wczesnej [6, 7]. W praktyce, nawet przy produkcji prefabrykat%u00f3w betonowych z wykorzystaniem czystego cementu portlandzkiego, cz%u0119sto d%u0105%u017cy si%u0119 do zwi%u0119kszenia mia%u0142ko%u015bci, na przyk%u0142ad poprzez zastosowanie cementu CEM I 52,5 R. W przypadku cement%u00f3w portlandzkich wielosk%u0142adnikowych, a w szczeg%u00f3lno%u015bci tr%u00f3jsk%u0142adnikowych %u2013 np. sk%u0142adaj%u0105cych si%u0119 z klinkieru, piasku hutniczego i m%u0105czki wapiennej %u2013 nale%u017cy uwzgl%u0119dni%u0107 liczne wzajemne oddzia%u0142ywania pomi%u0119dzy poszczeg%u00f3lnymi sk%u0142adnikami [8]. Wykazano [9], %u017ce mia%u0142ko%u015b%u0107 poszczeg%u00f3lnych sk%u0142adnik%u00f3w spoiwa w znacznym stopniu wp%u0142ywa na kinetyk%u0119 hydratacji oraz wynikaj%u0105ce z niej w%u0142a%u015bciwo%u015bci mechaniczne. W systematycznych badaniach wykazano, %u017ce hydratacja ultradrobnego piasku hutniczego (d50 < 2,0 %u03bcm) przebiega o 67% szybciej ni%u017c standardowego piasku hutniczego (d50 < 10,0 %u03bcm) [7]. Wraz ze wzrostem mia%u0142ko%u015bci piasku hutniczego zmienia si%u0119 sk%u0142ad fazowy i tworzy si%u0119 bardziej wydajna mikrostruktura z wi%u0119ksz%u0105 obj%u0119to%u015bci%u0105 faz C-S-H [9]. Dzi%u0119ki wi%u0119kszej mia%u0142ko%u015bci pozosta%u0142ych reaktywnych sk%u0142adnik%u00f3w spoiwa mo%u017cliwe jest cz%u0119%u015bciowe zast%u0105pienie klinkieru innymi surowcami, takimi jak np. m%u0105czka wapienna. Na przyk%u0142ad przy zastosowaniu ultradrobnego piasku hutniczego (d90 < 5,6 %u03bcm) mo%u017cliwe jest obni%u017cenie zawarto%u015bci klinkieru do 30% masy przy jednoczesnej wysokiej zawarto%u015bci m%u0105czki wapiennej (40% masy) i wsp%u00f3%u0142czynniku wodno-spoiwowym wynosz%u0105cym 0,45 %u2013 dla standardowych beton%u00f3w konstrukcyjnych [10]. Opr%u00f3cz lepszych w%u0142a%u015bciwo%u015bci mechanicznych, betony te charakteryzuj%u0105 si%u0119 r%u00f3wnie%u017c zwi%u0119kszon%u0105 trwa%u0142o%u015bci%u0105. Nale%u017cy jednak pami%u0119ta%u0107, %u017ce wraz ze wzrostem mia%u0142ko%u015bci surowc%u00f3w ro%u015bnie zu%u017cycie energii potrzebnej do ich zmielenia, a co za tym idzie %u2014 rosn%u0105 r%u00f3wnie%u017c koszty spoiwa [11]. Dlatego techniczne w%u0142a%u015bciwo%u015bci spoiw z wysok%u0105 substytucj%u0105 cementu musz%u0105 by%u0107 zawsze rozpatrywane %u0142%u0105cznie z warunkami ekonomicznymi i ekologicznymi.R%u00f3%u017cnorodne badania opisane w literaturze pokazuj%u0105 r%u00f3wnie%u017c, %u017ce zarodkowanie fazy C-S-H znacz%u0105co przyspiesza hydratacj%u0119 i wzrost wytrzyma%u0142o%u015bci wczesnej betonu zar%u00f3wno z cementem portlandzkim [12, 13], jak i z cementami portlandzkimi wielosk%u0142adnikowymi o ni%u017cszej zawarto%u015bci klinkieru [14]. Zarodki C-S-H wspomagaj%u0105 powstawanie nowych produkt%u00f3w hydratacji poprzez przyspieszenie zarodkowania i wytr%u0105cania fazy C-S-H. Poniewa%u017c C-S-H jest g%u0142%u00f3wnym produktem hydratacji decyduj%u0105cym o wytrzyma%u0142o%u015bci betonu, przyspieszenie powstawania fazy C-S-H poprawia r%u00f3wnie%u017c rozw%u00f3j wytrzyma%u0142o%u015bci. W finansowanym przez Federalne Ministerstwo Gospodarki Metody optymalizacji technologii betonu w produkcji zasobooszcz%u0119dnych i niskoemisyjnych system%u00f3w no%u015bnych tuneliWysoki przyrost wytrzyma%u0142o%u015bci wczesnej przy niskim %u015bladzie ekologicznym n%u0009 Dr in%u017c.Tobias Schack, Instytut Materia%u0142%u00f3w Budowlanych / Uniwersytet Leibniza w Hanowerze, Niemcy%u0009 Dr in%u017c. Oliver Mazanec, Master Builders Solutions Deutschland GmbH, Niemcy%u0009 Mgr in%u017c. Stefan Schubert, Dyckerhoff GmbH, Niemcy%u0009 Mgr Nicolai Klein, Master Builders Solutions Deutschland GmbH, Niemcy%u0009 Mgr in%u017c. Ingo Helbig,TPA GmbH, Niemcy%u0009 Mgr in%u017c. Max Coenen, Instytut Materia%u0142%u00f3w Budowlanych / Uniwersytet Leibniza w Hanowerze, Niemcy%u0009 Dr in%u017c. Peter-Michael Mayer, Ed.Z%u00fcblin AG, Niemcy%u0009 Prof. dr in%u017c. Michael Haist, Instytut Materia%u0142%u00f3w Budowlanych / Uniwersytet Leibniza w Hanowerze, Niemcy