VEČKOMPONENTNI DROBNOZRNATI BETONI IN MALTE, Trzin, 7. november 2023

Povzetki

Drobnozrnati betoni – malte s posebnimi lastnostmi

Jakob Šušteršič, Franci Ceklin, David Polanec, Tomaž Škoberne, IRMA Inštitut za raziskavo materialov in aplikacije

V članku se obravnavata dva primera večkomponentnih drobnozrnatih betonov, ki sta po svoji sestavi malti imata pa lastnosti betonov. Njune ključne lastnosti pa se razlikujejo od lastnosti normalnih betonov. Najprej se na kratko obravnavajo betoni zelo visokih zmogljivosti, ki so plod sodobne tehnologije betonov. Imajo zelo veliko trdnost, z dodano veliko količino vlaken pa postanejo duktilni. Zaradi tega in zaradi zelo goste strukture matrice dosežejo visoko obstojnost. Povsem drugačne lastnosti od teh imajo visokoaerirani drobnozrnati betoni. Njihova struktura je bolj ali manj porozna, zato je prostorninska masa glavni parameter, ki vpliva na lastnosti strjenih visokoaeriranih drobnozrnatih betonov. Zaradi sposobnosti doseganja različnih stopenj obdelovalnosti in različnih lastnosti v strjenem stanju je njihova uporabnost zelo široka. Uporabljajo se lahko tudi kot malte za ometavanje in zidanje.

Beton, ojačan z aluminijem

Harald Justnes, SINTEF Community, Trondheim, Norway

Beton s 55% zamenjavo cementa s kalcinirano glino je bil izdelan z namenom stabilizacije aluminijaste armature zmanjšanja celotnega ogljičnega odtisa in omogočanja izjemno dolge življenjske dobe brez vzdrževanja. Dolga življenjska doba je zagotovljena, saj je aluminij stabilen v karboniziranem sistemu in v prisotnosti kloridov. Poleg tega hidratacijski produkti pucolanske reakcije kalcinirane gline kemično vežejo kloride kot Friedlova sol. Ker se ves kalcijev hidroksid sčasoma porabi, je odpornost na sulfate odlična, alkalno-agregatne reakcije pa zaradi nizkega pH in topnega aluminijevega oksida niso trajne. Edini degradacijski mehanizem je luščenje zaradi zmrzovanja/trajanja, ki pa se lahko zmanjša s pravilno aeracijo. Pokazalo se je, da vezivo s portlandskim cementom in kalcinirano glino v razmerju 45/55 ter razmerjem med vodo in prašnimi delci (w/p) 0,50 stabilizira aluminijaste armaturne palice iz dveh različnih zlitin tudi pri uporabi kalcijevega klorida kot pospeševalca ali uporabe morske vode kot vode za mešanje. Beton je bil izdelan z enakim vezivom, vendar z v/p = 0.43, in 4 % kalcijevega klorida v skupni masi prašnatih delcev kot pospeševalcem, kar je po 1, 3, 7 in 28 dneh dalo tlačne trdnosti na kockah z robom 100 mm 10.6, 35.7, 43.88 in 53.5 MPa. Kriterij za beton C30 je izpolnjen, C45 pa je z majhnimi prilagoditvami dosegljiv. Uporabljena glina vsebuje le približno 50 % kaolina, preostanek pa so inertna zrna glinenca. Glina je bila žgana pri 850°C s časom zadrževanja v vroči coni rotacijske peči približno 10 minut.

Novi razvoji na področju recikliranja gradbenih odpadkov in odpadkov iz
rušenja objektov za betonsko industrijo

Luc Courard, Sophie Grigoletto, Yeakleang Muy, Frédéric Michel, Arthur Fanara, Julien Hubert, Urban and Environmental Engineering, GeMME Building Materials University of Liège, Belgium

Ravnanje z gradbenimi odpadki in odpadki pri rušenju objektov je zdaj del krožnega gospodarstva. Vedno več izdelkov, ki so prej veljali za odpadke, se reciklira za proizvodnjo novih malt in betonov: kakovost drobljenja, sortiranja in priprave v odobrenih centrih za recikliranje pomeni, da se kakovost izdelkov in skladnost lastnosti recikliranih materialov nenehno izboljšujeta.Univerza v Liègeu (Belgija) sodeluje v številnih projektih, katerih cilj je izboljšati pogoje recikliranja in povečati deleže vgrajenih materialov v nove betone: kot primeri so predstavljeni zemeljsko vlažni betoni, betoni z opečnim drobirjem in reciklirani peski za 3D-tiskanje. Ukrepi za spodbujanje uporabe betona iz recikliranega agregata so v celoti v skladu s strateškimi cilji Evropske unije (EU), znanstvena skupnost pa vztrajno trdi, da je beton iz recikliranega agregata tehnično primeren konstrukcijski material.

Rekonstrukcijske malte na osnovi zemlje – zahteve in algoritem za izbiro

Ewa Sobczyńska, Andrzej Garbacz, Warsaw University of Technology, The Institute of Building
Engineering, Poland

Postopek ohranjanja zgodovinskih kamnitih konstrukcij je zapleteno vprašanje, ki zahteva veliko raziskav in analiz. Eden od izjemno pomembnih vidikov je tveganje uporabe nadomestnega materiala na že obstoječem. To tveganje večinoma zajema vprašanja na področju fizikalno-kemijske analize, pa tudi združljivost z okoljem ali izvajanjem. Govorimo torej o parametrih nadomestnega materiala v primerjavi s kamnitim, kot so kemična sestava, mineraloška sestava, poroznost, trdnostni parametri itd., pa tudi o okoljskih pogojih, ki vplivajo na tveganje pri izvajanju ohranitvenih ukrepov, razpoložljivost materialov in opreme ali raven usposobljenosti ekipe lokalnih delavcev. Z laboratorijskim preskušanjem in določitvijo vrednosti za vsako merilo bo mogoče izračunati vrednost indeksa tveganja za uporabo rešitve za rekonstrukcijo. Na podlagi opravljenih raziskav in analiz je bil izdelan algoritem izbire sestave obnovitvene malte na osnovi zemlje, ki bo zagotavljal izpolnjevanje zahtev za tovrstne malte in najmanjše tveganje njene uporabe (z izračunom indeksa tveganja).

Posebnosti apneno-cementnih kompozitov in metod njihovega preskušanja

Andreja Padovnik, Violeta Bokan Bosiljkov, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Univerza v Ljubljani

V prispevku so prikazane posebnosti apneno-cementnih kompozitov, v primerjavi s cementnimi kompoziti. Apno v sestavi veziva bistveno spremeni lastnosti kompozita že v svežem stanju, saj vpliva na potrebo po vodi za določeno različnih okoljih so pri kompozitih z apneno-cementnim vezivom bistveno drugačni od tistih pri cementnih kompozitih. Določene standardne preskusne metode, razvite za cementne kompozite, niso primerne za ovrednotenje lastnosti metode, ki so prilagojene lastnostim apneno-cementnih kompozitov in/ali namenu njihove uporabe.

Trije praktični primeri uporabe MABZVZ in kaj smo se iz njih naučili

Aljoša Šajna, Zavod za gradbeništvo Slovenije, Ljubljana

MABZVZ je idealen material za preplastitve betonskih površin bodisi pri obnovah bodisi novogradnjah in je idealna prijazen. Ker sestavo MABZVZ lahko prilagajamo potrebam uporabnika, ga lahko uporabimo tudi kot material za umetniška dela. V članku so predstavljene ključne prednosti MABZVZ ter trije praktični primeri uporabe MABZVZ v Sloveniji: obnova prekladne konstrukcije mostu Log Čezsoški, konstrukcijska ojačitev starega jeklenega železniškega mostu Buna in odlivanje kipa Angelsko slavje.

Raziskave, preskušanje in možnosti uporabe zelo visoko zmogljivega mikroarmiranega betona z jeklenimi vlakni

Dimitrije Zakić, Dragica Jevtić, Aleksandar Radević, Milica Vidović, Stefan Ž. Mitrović, University of Belgrade, Faculty of Civil Engineering, Serbia

Članek obravnava predvsem raziskave in preskušanje zelo visoko zmogljivega betona (UVZB), izdelanega z dodatkom jeklenih vlaken ali brez njega. Podrobno sta predstavljeni in obravnavani dve stopnji raziskav: prva – UHPC, ki temelji predvsem na lokalnih komponentnih materialih in se proizvaja v obliki predhodno pripravljene mešanice s komercialnim imenom ForteCrete150®, in druga – modificirani UHPC, ki je narejen z delno zamenjavo cementa s polnilom iz apnenca kot okolju prijaznejša in trajnostna rešitev. Dobljeni rezultati kažejo, da obstaja velik potencial za uporabo zelo visoko zmogljivega betona, zlasti v obliki predhodno pripravljene mešanice, ki jo je mogoče pripraviti na kraju samem. Dodajanje apnenčevega polnila (in morebitnih drugih vrst mineralnih dodatkov) kot SCM bi lahko na splošno prispevalo k izboljšanju negativne obravnave cementnih kompozitov

Održivi mortovi s pepelom iz energana na drvnu biomasu

Nina Štirmer, Sonja Barišić, Ivana Carević, Ivana Banjad Pečur, Sveučilište u Zagrebu Građevinski fakultet

Građevinske materijale potrebno je promatrati kroz cjeloživotni ugljični otisak. Visoke emisije stakleničkih plinova koji potječu iz proizvodnje cementa, nedostatak prirodnih sirovina,, značajno povećanje otpadnih pepela iz različitih korištenje proizvodnih procesa koji troše manje materijala i energije te uključuju potpuno recikliranje na kraju životnog vijeka proizvoda. Jedno od mogućih rješenja je korištenje lokalno dostupnog pepela drvne biomase (PDB) mortova u svježem i očvrsnulom stanju zamjenom cementa s 20 % lokalno dostupnih PDB-ova.

Lastnosti kamnitega prahu in delno nadomeščenega cementa v cementni malti za sanacijo

Naser Kabashi, E. Krasniqi, M. Muhaxheri, Department of Civil Engineering, University of Prishtina, Kosova

Večkomponentna drobnozrnata malta je pomemben material v gradbeništvu, zlasti pri sanaciji in vzdrževanju armiranobetonskih (AB) konstrukcij. Je bistvena sestavina betonske matrice. V sodobnem gradbeništvu ima malta vse pomembnejšo vlogo pri povečanju trajnosti AB konstrukcij. Odsotnost ali nezadostnost malte lahko resno ogrozi celotno integriteto konstrukcije. Kamniti prah, stranski proizvod industrije predelave kamna, postaja vse pomembnejša sestavina z velikimi okoljskimi prednostmi. Kamniti prah, ki pogosto nastaja med postopkom žaganja za zmanjšanje onesnaževanja in okoljske škode, ima ogromen potencial za uporabo kot nadomestek cementa v mešanicah malte. Ta strateška uporaba ne pomaga le pri okoljskem upravljanju, temveč tudi učinkovito zmanjšuje proizvodne stroške. Namen te raziskave je celovito analizirati lastnosti malte z vključitvijo kamnitega prahu kot delnega nadomestka cementa. Za nadomestilo kamnitega prahu so bili upoštevani različni nadomestni odstotki 5 %, 7,5 % in 10 % mase cementa. Analitični poudarek vključuje podroben pregled kemičnih in fizikalnih lastnosti
kamnitega prahu, vključno z analizo presejanja. Študija je usmerjena v ocenjevanje različnih zasnov mešanic s poudarkom na mehanskih lastnostih malte v skladu z uveljavljenimi evropskimi standardi (EN). Na koncu bo določen optimalni odstotek kamnitega prahu za zamenjavo cementa in primerjan s standardnimi sestavami malt, ki jih trenutno uporabljajo industrijski proizvajalci, kar bo spodbudilo nadaljnjo razpravo in morebitni napredek na tem področju.

Tankoslojni elementi in preplastitve

Rok Ercegovič, Aleš Brodnik, Sandi Drolc, Jakob Šušteršič, IRMA Inštitut za raziskavo materialov in aplikacije

V tem prispevku se obravnavata dva primera uporabe večkomponentnega drobnozrnatega betona. Prvi primer je izdelava dvoslojnih tankih plošč iz drobnozrnatega mikroarmiranega betona, ki so vgrajene v asfaltno prekritje jeklenimi vlakni (MAB-JV), zgornji sloj z debelino 1 cm pa iz mikroarmiranega betona s polipropilenskimi vlakni (MAB-PV). Podani in obravnavani so rezultati predhodnih laboratorijskih preiskav. Drugi primer je izdelava sestave PMB za tankoslojne preplastitve s približno debelino od 15 do 25 mm. Takšne preplastitve se lahko uporablja za preplastitev novih betonskih plošč ali za sanacijo poškodovanih betonskih plošč. Za pripravo laboratorijskih različne vrste drobnozrnatih agregatov. Deleži komponent so bili kombinirani z namenom, da bi se našla optimalna sestava PMB glede na zahteve. Poskusno polje je v uporabi že 24 let.