Selvkompakterende Beton (SCC)

Transkript

1 Selvkompakterende Beton (SCC) Eigil V. Sørensen Aalborg Universitet Institut for Byggeri og Anlæg Bygningsmateriallære Materialedagen, 16. april

2 Indhold SCC Definition Karakteristika Fordele og ulemper Teknologi Afgangsprojekter ved IBA/AAU: Anvendelse af kridt-filler Stenmaterialets betydning Ler som reologi-stabilisator Materialedagen, 16. april

3 Selvkompakterende beton (SCC) Selvkompakterende beton (SCC) er defineret som beton, der selv flyder ud i støbeformen og omslutter armeringen UDEN vibrering eller anden mekanisk påvirkning Materialedagen, 16. april

4 Traditionel beton SCC Sætmål Udbredelsesmål (flydemål) Materialedagen, 16. april

5 Materialedagen, 16. april

6 SCC fordele og ulemper Bedre arbejdsmiljø (vibrationer, støj, tunge løft) Bedre kvalitet af vanskelige støbeopgaver Mindre mandskabskrævende/ Øget produktivitet (70 200%) Større betonteknologisk indsigt nødvendig for korrekt sammensætning Følsom over for variationer i delmaterialernes kvalitet Lidt højere materialeomkostning end for traditionel beton SCC anvendes nu i DK som ca. 70 % af al elementbeton ca. 35 % af al fabriksbeton Materialedagen, 16. april

7 SCC - teknologi Passende reologi (flydespænding, viskositet) Reduceret flydespænding vha. ny type superplastificeringsstof Dermed større risiko for separation (afblanding) Lavt vand/cement-forhold (vand/pulver-forhold) Højt pastaindhold (anvendelse af flyveaske, fin-filler mm.) Evt. brug af stabilisator (VMA) Materialedagen, 16. april

8 Afgangsprojekt: SCC med kridtfiller Anvendelse af kridtfiller sammen med cement (i stedet for fx flyveaske) Forøge volumenandelen af pasta Kridtfiller er prismæssigt sammenligneligt med flyveaske indeholder meget få urenheder har en konstant, hvid farve SCC på lavt styrkeniveau (12-16 MPa) i passivt miljø og til passende pris ønskeligt (fx til betonfundamenter) Muligt med kridtfiller? Desuden: Mulighed for fremstilling af hvid SCC i almindelighed Samarbejde med lokale virksomheder: Dankalk A/S, Unicon A/S og Aalborg Portland A/S Materialedagen, 16. april

9 Gennemfald (%) INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG Partikelstørrelser Kridt Cement Sand Sten ,0001 0,001 0,01 0, Maskevidde (mm) Materialedagen, 16. april

10 Trykstyrke, 28 d. [MPa] INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG Trykstyrker Grå cement (V/B=0,51) Hvid cement (V/B=0,48) Kridtindhold (vol% af kridt+cement) Materialedagen, 16. april

11 Trykstyrke [MPa] INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG Styrkeudvikling Kridt (vol% af binder): Modenhed [h] Materialedagen, 16. april

12 Aktivitetsfaktor INSTITUT FOR BYGGERI OG ANLÆG Aktivitetsfaktor (mht. 28 d.-trykstyrken) 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Hvid cement Grå cement Kridtindhold (vol% af binder) Materialedagen, 16. april

13 Aktivitetsfaktor Kridtfiller består næsten udelukkende af calciumcarbonat (CaCO 3 ) Praktisk talt kemisk inaktivt ifm. betonens hærdeproces Virkningen tilskrives fin-filler-effekt: de små kridtpartikler fremmer kimdannelse og accelererer cementens hydratisering, samt sandsynligvis forfiner porestrukturen i den hærdnende cementpasta Materialedagen, 16. april

14 Konklusion Stabile SCC-blandinger kan fremstilles med betragtelige indhold af kridtfiller: vol% af cement+kridt-indholdet, med 28-døgns-styrker ned til ca. 13 MPa, og med aktivitetsfaktorer fra 0,42 til 0,21, formentlig som følge af betydelig fin-filler-virkning Kridtfiller virker omtrent ens sammen med grå og hvid cement Mulighed for fremstilling af hvid SCC Materialedagen, 16. april

15 Afgangsprojekt: Stenmaterialets betydning for SCC Standarderne tillader i dag kun anvendelse af knust granit til beton i ekstra aggressivt miljø. Frygt for holdbarhedsproblemer (frost-tø og AKR) pga. indhold af porøs flint Frygt for ringere mekaniske egenskaber med søsten MEN: Afrundede søsten fordelagtige i SCC: Forbedret reologi Lavere andel af pasta i betonen Lavere svind, varmeudvikling og pris, højere elasticitetsmodul Sten af god kvalitet udvindes fra Jyske Rev i DK Er fordelene større end ulemperne? Materialedagen, 16. april

16 Konklusion Ved samme bearbejdelighed tillader søsten et tilslagsindhold på 67 vol% i betonen, men knust granit kun 64 vol% Dette bevirker en forøgelse af elasticitetsmodulet på % Trykstyrke, bøjningstrækstyrke og spaltetrækstyrke er højest med granit ved højt V/B (pasta med lav tæthed) pga. stenenes ru overflade højest med søsten ved lavt V/B (pasta med stor tæthed) pga. den finere pastas bedre vedhæftning og søstenenes højere egenstyrke Porfyr og jernholdige sandstenspartikler giver springere i overfladen og forvitrer under frost-tø-påvirkning Men indholdet af porøs flint var tilsyneladende uproblematisk mht. frostbestandigheden Resultaterne nyttige for miljøklasser lavere end E. Materialedagen, 16. april

17 Afgangsprojekt: Ler som reologi-stabilisator i SCC Udvikling af metode til anvendelse af ler som nyt tilsætningsstof til dansk SCC Karakterisering af ler og lermineralers sammensætning, struktur og egenskaber Eksperimentel undersøgelse af lermineralers indflydelse på SCCs reologi, herunder et potentielt lokalt nyt lerprodukt Samarbejdspartnere: Kroghs A/S Spæncom A/S Unicon A/S Aalborg Portland A/S Materialedagen, 16. april