Použití modifikovaných přísad typu slump keeper pro betonování za vysokých teplot na stavbě ŘSD

Při výstavbě obchvatu Krnova, jež probíhala převážně v letních měsících, byla pro zajištění zpracovatelnosti betonu použita nová generace vysoce modifikovaných přísad typu slump keeper. V příspěvku je popsáno testování vlastností betonu s touto přísadou, které probíhalo několik měsíců.

Určitě si každý z odborné betonářské veřejnosti někdy položil otázku, jak se může betonovat v Dubaji, Řecku, Španělsku a podobných místech ve 40 °C bez větších omezení, když se v mírném pásu v České republice až dogmaticky vyžaduje maximální teplota betonu 27 °C. Jeden může namítnout, že v předpisech TKP je to hodnota jen doporučená a schválené průkazní zkoušky to mohou změnit, avšak praxe je poněkud jiná. Stavbyvedoucí, dozor nebo jiné kompetentní osoby totiž požadují hodnoty z příslušných norem a hodnoty z průkazních zkoušek vůbec neberou v potaz. Tento postoj komplikuje návrh betonových směsí nejednomu technologovi.

Při stále častějších vlnách extrémních veder i v našich podmínkách je nutné podívat se do míst, kde se s tímto problémem potýkají již mnoho let, a začít i u nás používat moderní řešení.

Souboj s vysokou teplotou betonu

Snížit teplotu betonu lze mnoha způsoby. Na betonárně lze zakrývat kamenivo před slunečním svitem, chladit záměsovou vodu, popř. chladit čerstvý beton pomocí kapalného dusíku. Lze také doporučit nepoužívat teplý cement (čerstvě dodaný nebo z dlouhodobě osluněného sila), čehož lze dosáhnout přesunutím betonáží na ranní nebo noční hodiny. Všechny tyto postupy ovšem způsobují určitý diskomfort pro samotnou stavbu a pro obsluhy betonáren. Většina těchto opatření také stojí nemalé finanční prostředky, a to za cenu snížení teploty betonu jen o pár jednotek stupňů Celsia.

Vysoce modifikované přísady typu slump keeper

Výše uvedené metody snížení teploty betonu se samozřejmě při betonážích za vysokých teplot v jižních státech stále používají, avšak ne v takové míře, jak si myslíme. Již mnoho let se při betonážích uplatňují nové generace vysoce modifikovaných přísad typu slump keeper, které dokáží zajistit zpracovatelnost betonu 180 min i více při teplotě betonu 32 °C a vyšší. To vše při zachování kvalitativních požadavků jak čerstvého, tak ztvrdlého betonu.

Použití a testování přísady pro stavbu ŘSD – obchvat Krnova

Jelikož se stavba realizovala převážně v letních měsících (dodavatelem byla společnost Českomoravský beton), byl při tvorbě průkazních zkoušek kladen velký důraz na minimalizaci možných výpadků betonáží kvůli vysokým teplotám. Složení a vlastnosti betonu s přísadou slump keeper dynamIQ flow M — 10 se tak v laboratoři Betotech Ostrava testovaly několik měsíců a výsledky ukázaly mnoho zajímavých poznatků.

Uvedená přísada není zpomalovač, ale polymer, a proto ji lze použít na jakýkoliv druh cementu. Používá se vždy v kombinaci se superplastifikátorem na bázi polykarboxylátů. Její dávkování se pohybuje dle potřeby v rozmezí od 0,2 do 2 %, přičemž již při nízkých dávkách je zajištěna vysoká účinnost. Na rozdíl od běžných produktů má dynamIQ flow M — 10 díky unikátnímu tvaru molekul velmi pomalou adsorbci, a proto účinkuje po velmi dlouhou dobu, ovšem bez negativního ovlivnění fáze tvrdnutí.

Laboratorní testy byly cíleny na postupné zvyšování teploty čerstvého betonu a hledání limitů. Beton se míchal z ohřátého kameniva a ohřáté záměsové vody. Konzistence byla měřena každou půlhodinu, a to tak, že byl beton vždy 10 s promícháván a následně byla provedena zkouška sednutím kužele. V druhé fázi testování byl interval pro zkoušku sednutím prodloužen na 60 min, opět s promícháním 10 s. Betonová směs byla po celou dobu udržována v izolované nádobě a v teple, aby nedošlo k jejímu výraznému chladnutí.

Při laboratorních testech bylo opakovaně potvrzeno, že ani při teplotě čerstvého betonu 35 °C nedojde ke ztrátě konzistence.

Zkušenosti z laboratoře a z provozu

Je obecně známo, že zpomalující přísady do betonu mají pozitivní vliv na konečné vlastnosti ztvrdlého betonu. Bylo tomu tak i u této přísady, i když se jedná o přísadu na polymerní bázi. Její vliv na konečné vlastnosti ztvrdlého betonu je uveden v tab. 1. Receptury uvedené v tabulce byly vytvořeny s cementem CEM II/A‑S 42,5 R Mokrá, jemnou frakcí kameniva 0 – 4 Tovačov a hrubou frakcí 8 – 16 a 11 – 22 Hrabůvka. Obecně lze konstatovat, že zmíněný polymer má kromě ovlivnění zpracovatelnosti pozitivní vliv na dva další parametry betonu, a to pevnost v tlaku, kterou průměrně zvyšuje o cca 5 MPa, a na statický modul pružnosti, který v průměru zvyšuje o cca 2,5 GPa. Výsledky ze vzorků odebraných při výstavbě obchvatu Krnova tyto hodnoty potvrdily.

Tab. 1 Vliv přísady slump keeper dynamIQ flow M‑10 na vlastnosti betonu

Závěr

Laboratorní testy i praktické zkušenosti ukázaly, že lze jednoduše navrhnout beton s dlouhou dobou zpracovatelnosti bez rizika snížení jeho kvality, a to za minimálního dopadu na ekonomickou stránku dané receptury.

Vysoká teplota betonu je dosti výrazný problém a nákladnému chlazení se nelze vždy 100% vyhnout, avšak i tento problém může mít s přispěním nové generace přísad řešení.

Autoři

THE USE OF MODIFIED SLUMP KEEPER ADMIXTURES FOR CONCRETING AT HIGH TEMPERATURES ON THE ŘSD CONSTRUCTION SITE

During the construction of the Krnov bypass, which took place mainly during the summer months, a new generation of highly modified slump keeper admixtures was used to ensure the workability of the concrete. The paper describes the testing of concrete properties with this admixture, which took place over several months.

1/2021 Technologie | 17. 3. 2021 | Materiály a technologie

Přísady do betonu na počátku 21. roku 21. století

Přísady do betonu – chemické látky, které upravují některou z vlastností čerstvého nebo ztvrdlého betonu – prošly za posledních třicet let neuvěřitelným vývojem a tento vývoj stále pokračuje. V článku je stručně zmíněna historie jejich použití, avšak hlavní pozornost je věnová...
4/2021 Vodohospodářské stavby | 15. 12. 2021 | Stavební konstrukce

Suchá nádrž Jelení na horním toku řeky Opavy v Jeseníkách

Suché nádrže, v nichž se při běžných průtocích voda nezadržuje, mohou pomoci zabránit ničivému průchodu povodňové vlny. V době klidného stavu na vodních tocích jsou zpravidla zatravněny, příp. mohou mít podobu mokřadu. V článku je blíže představena suchá nádrž Jelení včetně be...
2/2020 Technologie | 15. 4. 2020 | Věda a výzkum

Provzdušnění betonu jako alternativa k polypropylenovým vláknům a jeho vliv na pevnost v tlaku běžného betonu vystaveného působení vysokých teplot

Ačkoliv již bylo provedeno mnoho studií zabývajících se mechanickými vlastnostmi betonu vystaveného působení vysokých teplot, pouze několik z nich se věnovalo betonu provzdušněnému. V tomto článku jsou prezentovány výsledky experimentální studie zaměřené na vliv provzdušnění n...