3. slovenski kolokvij o betonih
in
International ICPIC Workshop on Polymers in Concrete for Central Europe
Bled, Slovenija, September 10-12, 1996
v organizaciji IRMA v sodelovanju in s podporo RILEM, ACI, ASTM, ICRI, Slovenskega društva za materiale ter Ministrstva za znanost in tehnologijo
Povzetki
Introduction to Concrete Polymer Materials
J. T. Dikeou, American Concrete Institute Detroit, Michigan USA
Tri vrste betona, ki vsebujejo polimere, so: (1) polimerni beton (PC), (2) polimerno modificiran beton (PMC) in (3) polimerno impregniran beton (PIC). PC nastane s polimerizacijo mešanice monomera in agregata, PCM nastane z dodajanjem monomera ali polimera sveži betonski mešanici, ki se vgradi in neguje in v času po vgraditvi tudi polimerizira ter PIC, ki nastane z impregnacijo strjenega cementnega betona s tekočim monomerom, ki potem v strjenem betonu tudi polimerizira. Referat podaja uvod in pregled polimerno - betonskih materialov. Opisani so meteriali in tehnologije, ki so potrebni za izdelavo teh kompozitov, kakor tudi kratek pregled njihovih lastnosti. V primerjavi z običajnim cementnim betonom imajo polimerno-betonski kompoziti znatno višje trdnosti in močno povečano obstojnost.
United States and World Applications
D. W. Fowler, The University of Texas at Austin Austin, Texas, U.S.A.
Referat podaja pregled vseh vrst betonsko - polimernih materialov in njihovo uporabo v Združenih državah in v svetu.
Central European Applications
A. Zajc, IRMA Institute for Research in Materials and Applications Ljubljana, Slovenia
Referat podaja pregled uporabe polimernih in polimerno modificiranih betonov in malt v Srednji Evropi.
The Newest Development in Concrete-Polymer Composites in Japan
Y. Ohama, Nihon University Koriyama, Fukushimaken, Japan
Na Japonskem so bile polimerno madificirane malte (PMM) in betoni (PMC) ter polimerne malte (PM) in betoni (PC) razviti v petdesetih letih, polimerno impregnirane malte (PIM) in betoni (PIC) pa v šestdesetih. Polimerno madificirane malte in betoni ter polimerne malte in betoni se danes prodajajo na trgu in se široko uporabljajo za izdelavo konstrukcij. Posebno intenzivno se uporabljajo v proizvodnji armirano betonskih konstrukcij, kjer je zahtevana visoka obstojnost, in za njihovo saniranje. Polimerni betoni se v glavnem uporabljajo za proizvodnjo prefabriciranih proizvodov. Interes za polimerno impregnirane malte in betone ni tako velik in je permanentno usmerjen predvsem v povečanje obstojnosti armirano betonskih konstrukcij. Na Japonskem je v zadnjih letih tudi močno napredovalo delo na standardiziranju testnih metod in definiranju kakovostnih zahtev za betonsko polimerne kompozite. Do sedaj so bile objavljeni različni JIS - japonski industrijski standardi, navodila in standardne specifikacije.
PC Materials, Properties and Applications
D. W. Fowler, The University of Texas at Austin Austin, Texas, U.S.A.
Referat podaja načine proizvodnje polimernega betona in njegove lastnosti kot tudi možnosti uporabe pri sanacijah, PC preplastitvah in proizvodnji različnih izdelkov.
Polymer Concrete Design and Specifications
J. T. Dikeou, American Concrete Institute Detroit, Michigan, U.S.A.
Uporaba polimernega betona (PC) v gradbeništvu narašča. Mnogokrat je PC armiran, da ima povečano natezno in upogibno trdnost. Referat podaja pregled proizvodnih ukrepov, ki vplivajo na strukturo PC. Opisani so kriteriji, ki jih je potrebno upoštevati, da se dosežejo željene lastnosti armiranega PC. Society for the Plastics Industry (SPI) in ASTM sta izdelala standardizirane testne metode za preskušanje mnogih kemičnih in fizikalnih lastnosti polimernih betonov in te so v referatu naštete.
Protection of Concrete with Sealing Compounds
G. W. DePuy, Consulting Engineer Denver, Colorado, USA
Snovi za zaščito betonov se uporabljajo kot površinski nanosi, ki preprečujejo vdor tekočin in v nekaterih primerih tudi plinov v beton. Običajni namen uporabe teh zaščitnih nanosov je zmanjšati možnost propadanja betonov z dodatno površinsko zaporo proti vdoru vlage in kloridov ter preprečiti kemijsko korozijo betonov zaradi agresivnih tekočin, plinov in onesnaževalcev. Občasno lahko zaščitni nanosi služijo tudi v druge namene kot je na primer estetika. Izbira primernega zaščitnega premaza za določen namen je stvar primerjave lastnosti zaščitnega nanosa in zahtev. Vendar pa se v praksi lahko izbira za določeno uporabo primernega zaščitnega premaza oteži zaradi nepopolnega definiranja dejansko zahtevanih lastnosti, pomanjkanja standardiziranih testov za ugotovitev ali zaščitni premazi ustrezajo postavljenim zahtevam, zaradi znanih neskladnosti med rezultati laboratorijskih testov in dejanskim obnašanjem zaščitnih premazov na objektih in zaradi nasprotujočih si podatkov dobaviteljev.
Polymer Modified Concrete - Properties and Applications
G. W. DePuy, Consulting Engineer Denver, Colorado, USA
Najbolj uporabljani tip polmerno modificiranega betona (PMC) se pripravlja s polimernimi emulzijami na vodni osnovi. Lahko pa se pripravljajo tudi druge vrste PMC kot na primer na osnovi suhih disperznih praškastih polimerov ali pa na osnovi smol ali monomerov. PMC na osnovi suhih disperznih praškastih polimerov postaja čedalje bolj pomemben proizvod. Lastnosti PMC zavisijo od vrste uporabljenega polimera in od kakovosti vgraditve in nege. V referatu so opisane različne vrste PMC. Obravnavani so mehanizmi modificiranja betona s polimerom, kakor tudi vpliv modificiranja na lastnosti betona. Dano je nekaj napotkov za uporabo PMC.
Polymers in High Performance Concrete
J. Šušteršič, IRMA Institute for Research in Materials and Applications Ljubljana, Slovenia
Z modifikacijo sestave betona in malte s polimeri povečujemo obdelovalnost in znižujemo vrednost v/c. Z dobrim vgrajevanjem takih betonov in malt lahko dosežemo zelo kakovostno strukturo kompozita, s čimer mu povečujemo njegovo odpornost proti mehanskim obtežbam ter agresivnim obremenitvam okolja. Z zniževanjem vrednosti v/c pa lahko precej povečamo trdnost betona, toda tudi krhkost, ki jo lahko zmanjšamo oziroma povečamo žilavost in duktilnost z dodajanjem polimera. Ta učinek prikazujemo v tem prispevku. Torej obstaja verjetnost, da s pravilno izbrano sestavo PMC in PMM, dobrim projektiranjem in kakovostno izvedenimi tehnološkimi postopki izdelamo objekte in elemente z večjo trajnostjo. S tem zelo povečamo upravičenost uporabe teh kompozitov visokih zmogljivosti tudi iz ekonomskega vidika.
Production Facilities of Polymer Concrete and Mortar
R. Kreis, Respecta GmbH Wülfrath, Germany
Na lastnosti polimernega betona precej vpliva način njegove priprave. Da bi bile dosežene optimalne lastnosti, je potrebno uporabiti najbolj primeren način priprave in vgraditve sveže mešanice polimernega betona. Ročno doziranje, mešanje in vgrajevanje negativno vplivajo na kakovost. Vplive ročne priprave in vgrajevanja izloči uporaba mešalnih naprav za kontinuirno vlivanje polimernega betona. Take naprave se proizvajajo v različnih velikostih za vse vrste polimernega veziva.Z njimi se lahko pripravlja polimerni beton tudi iz veziva, ki peni, kar se z navadnimi mešalci ne da. Kontinuirni proces omogoča pripravo in vgraditev mešanice polimerne malte tudi brez kakršnih koli zračnih mehurčkov, ne da bi se kalupi pri tem nahajali v vakuumu.
Industrial Floors Impregnation and Repair of Concrete
P. Seidler, astra-Chemie GmbH Rodalben/Pfalz, Germany
Korektno vgrajen beton ima v površinski coni horizontalne plošče, ki je obremenjena z različnimi industrijskimi stresi, zelo visoke trdnosti. Potemtakem je beton idealen material za izdelavo tlakov proizvodnih in skladiščnih površin, vse dokler na tlake ne delujejo kisline ali kakšne druge agresivne kemikalije. Nastanek razpok se da preprečiti s primernimi ukrepi. Kljub vsemu pa se napake pogosto dogajajo pri vgrajevanju (previsoke v/c vrednosti, nepravilna nega površine itd.) in ravno tako med samo uporabo (delovanje kislin in sulfatov, mehanske preobremenitve itd). V takih primerih je potrebno betonsko površino sanirati, mnogokrat z zelo visokimi stroški in z zelo dragimi prekinitvami proizvodnje. Najenostavnejša metoda za izboljšanje industrijskega tlaka je impregnacija po temeljitem popravilu površine. Pore in mikroskopske razpoke se kar se da natopi z monomerom, ki vsebuje zelo malo ali nič topila. Po polimerizaciji nastane polimerno impregniran beton (PIC), ki znatno utrdi površinski sloj betona. Z impregnacijo nastane kemijsko definirana površina (ne glede na neenakomernost sestave betona). Ta je osnova za nadaljne sanacijske postopke: za nanos zaščitnih premazov (z določeno barvo), za izravnavo lukenj in neravnin ali za izvedbo preplastitve s polimernim betonom (PC). Tako se dobi površino, ki odgovarja vsem zahtevam uporabe za dolgo obdobje.
Acid Resistant Polymer Modified Concrete for Industrial Floors
J.G. Cabrera and A.M. Makhtar, University of Leeds Leeds, UK
Za betone iz običajnega portlandskega cementa je znano, da izkazujejo slabo obstojnost, če se nahajajo v okolju, v katerem so izpostavljeni delovanju kislin. Ta neodpornost proti kislinski agresiji je posebno kritična, če so velike betonske površine izpostavljene kislinskemu izpiranju. Industrijski tlaki v tovarnah in mlinih, pri katerih nastajajo kot stranski ali odpadni proizvodi slabe ali močne kisline, morajo biti izdelani iz betona, ki je obstojen na agresijo kislin, oziroma izdelani iz drugih, kislinsko odpornih materialov, ki pa so precej dražji kot beton. Ta referat je del velikega projekta o projektiranju kislinsko odpornih betonov. Obstoječi podatki obsegajo rezultate laboratorijskih raziskav lastnosti treh malt, narejenih z navadnim portlandskim cementom (opc), pucolanskim cementom, sestavljenim iz 60% opc in 40% pepela (pfa) z nizko vsebnostjo kalcija, in s tako imenovanim BRECEM cementom, ki je sestavljen iz 50% visoko aluminatnega cementa (hac) in iz 50% zdrobljene žlindre (ggbs). Malte so bile narejene s cementom brez dodatka polimera in drugič s cementom z dodatkom SBR polimera. Preskušanci so bili izpostavljeni raztopini kisline s pH vrednostjo 3 v posebej oblikovani napravi, ki je dovoljevala izpostavitev vzorcev za določen čas. Tlačne trdnosti, poroznosti in propustnosti malt so bile merjene po različnih časih izpostavljenosti. Dobljeni rezultati so bili uporabljeni za izračun globine raztapljanja oziroma mehčanja vzorcev malt zaradi učinka kislini. Razlike v poroznosti oziroma v propustnosti so merilo zaščitnega delovanja dodatka polimera.
Polymer Modified Precast Concrete - Applications in Slovenia
J. Korla, IRMA Institute for Research in Materials and Applications Ljubljana, Slovenia
Za polimerno modificirane betone je značilno, da se njihove lastnosti nahajajo v področju med čistimi polimernimi betoni in klasičnimi cementnimi betoni, ki pa je zelo široko. Zato so možnosti uporabe teh betonov s primernim izborom vrste in količine polimerov za "prikrojevanje" željenih oziroma zahtevanih lastnosti izredne, še posebej upoštevajoč kombinacije uporabe različnih vrst mikrovlaken. Pričujoči prispevek prikazuje nekaj uspešnih aplikacij teh betonov v Sloveniji, kjer je tehnologija uporabe polimerov v betonih še na samem začetku. Zaradi razmeroma velikega razmaha betonskih del v zadnjem času in izredno hitrega razvoja industrije polimerov, ki zasipa tržišče z vedno novimi, boljšimi in tudi cenejšimi vrstami polimerov, je potrebno tudi v Sloveniji usposobiti betonsko industrijo za uporabo teh materialov v tistih delih proizvodenj, kjer je to upravičeno.
The Repair of Corrosion Damaged Concrete
B. W. Staynes, CIRIA Construction Industry Research and Information Association London, UK
Namen referata je podati smernice za identifikacijo korozije armature in na osnovi razpoložljivih testnih rezultatov podati oceno verjetnih vzrokov in obsega poškodb ter določiti postopek in material za izvedbo efektne sanacije.
A Contractors View Point of External Strengthening of Existing Structures
M. A. Murray, Restruction Corporation Sedalia, Colorado, USA
Zunanja ojačitev betona je metoda, ki se jo navadno uporablja za povečanje nosilnosti obstoječih konstrukcij, če se pri njih to zahteva. Mostovi in objekti, zgrajeni pred določenim časom za tedaj zahtevane obremenitve, morajo danes mnogokrat nositi znatno večje obremenitve. Najbolj značilne take konstrukcije so mostovi na cestah in avtocestah. Ogljikova vlakna so moderen material, s katerim se dokazano da taka ojačanja obstoječih konstrukcij učinkovito in ekonomsko uspešno izvesti.
The Potential Use of Polymer Concrete in the Long Term Storage of Low Level Radioactive Nuclear Wastes
R. C. Prusinski, Polymer Concrete Consultants Inc.,International Dearborn, Michigan, USA
V zadnjem času se čedalje bolj pojavlja potreba po razvoju trajnih kontejnerjev za skladiščenje srednje in nizko aktivnih radioaktivnih odpadkov iz nuklearnih elektraren ali iz proizvodenj komponent atomskega orožja. Ta potreba se razširja še na področje, ki je bilo dosedaj smatrano za nenevarno: uporaba v bolnicah in klinikah. S povečano uporabo radioaktivnega materiala v različnih postopkih zdravljenja postajajo namreč različni odpadki kot so rokavice, gaze, epruete, embalaža itd čedalje večja nevarnost. Referat podaja pregled inovativnega dela na razvoju za uporabo sposobnega in praktičnega kontejnerja, ki bi bil izdelan iz polimernega betona zaradi njegovih izrednih lastnosti.
Polyurethane Systems for the Sealing and Repair of Cracks and Joints in Concrete Structures
R. Olinga, Errotec B.V. Hoogezand, The Netherlands
Referat podaja splošni pregled poliuretanov in njihovo uporabo v zahtevnih aplikacijah. Obsega tri segmente: poliuretansko kemijo, osnovne sestave in uporabnost ter načine uporabe. Podan je razvoj trdnih uretanskih smol in osvetljena potreba po produktih v obliki pene in/ali gelov. Podani so posamezni primeri uporabe uretanov in prikazani v spremljajočih slikah.
Polymer Modified Cement Mortar Overlays and Patches
V. Ukrainczyk, University of Zagreb Zagreb, Croatia
V gradbeni praksi se pogosto soočamo s potrebo po obnovi površin starih betonskih objektov s ciljem zagotovitve trdnosti, dobre obstojnosti proti abraziji in obrabi, novega zunanjega izgleda ter lažjega in cenejšega nadaljnega normalnega vzdrževanja. Stari betonski objekti so velikokrat poškodovani, največkrat zaradi preobremenitev ali različnega delovanja okolja. Te obnove se uspešno rešujejo s polimerno modificiranimi maltami. Pri tem mora biti posebna skrb posvečena pripravi podlage, zagotovljena pa mora biti tudi dobra adhezija med podlago in plastjo polimerno modificirane malte.
Use of PMC and PC in Repair of Some Concrete Structures in Slovenia
I. Leskovar, IRMA Institute for Research in Materials and Applications Ljubljana, Slovenia
Polimeri zagotavljajo betonu zelo uporabne in koristne lastnosti, zato se pri gradnji betonskih objektov zelo pogosto uporabljajo. Eno od najpogostejših področij uporabe polimerno modificiranih (PMC) in polimernih betonov (PC) so sanacije betonskih objektov. V referatu je podan pregled najpogostejših aplikacij na tem področju. Podani so nekateri primeri sanacij v Sloveniji, podrobneje pa je opisana sanacija hladilnih stolpov v termoelektrarni Šoštanj, kjer je bilo sanirano in zaščiteno več kot 130,000 m2 betonskih površin.
Highway and Industrial Floor Foundation Repair and Consolidation
D. Van Gemert and A. Beldens, Katholieke Universiteit Leuven Leuven, Belgium
Poškodbe avtocest in industrijskih tlakov se velikokrat pojavijo zaradi nezadostne nosilnosti spodnjih plasti. Razvite so bile nove metode sanacij, ki bazirajo na injektiranju poškodovanih območij s poliuretanskimi smolami. Specifične lastnosti poliuretanskih smol, kot sta sposobnost penjenja in nizka viskoznost, jim omogočajo zelo dobro penetracijo v drobne praznine in razpoke in je zato ta metoda primerna za širok spekter aplikacij, kot so popravila zlomljenih plošč, povečanje togosti in trdnosti podlage, rešitev gubanja industrijskih tlakov kot tudi ustvaritev zasilne zapore proti razlitju z direktnim injeciranjem zemljine v okolici podzemskih rezervarjev. V referatu je opisana tudi nova metoda za izdelavo plasti za dušenje zvoka na cestah iz polimerno modificiranega betona z visoko poroznostjo. Poleg sposobnosti zmanjšanja hrupa odlikujejo porozen beton še dobra obstojnost in malo potreb po vzdrževanju.