ΤεχνικόΕπιμελητήριοΕλλάδας Ελληνικό Τμήμα Σκυροδέματος Ημερίδα Αυτοσυμπυκνούμενο Σκυρόδεμα 07 05 2008 Χρήση της Απορριφθείσας Παιπάλης Ασφαλτικού Συγκροτήματος ως Πληρωτική Κονία για Α.Σ.Σ.-Εφαρμογή στην Εγνατία Οδό.
ΟΡΙΣΜΟΣ Το αυτοσυμπυκνούμενο σκυρόδεμα -Α.Σ.Σ.. (ή( self compacting ή self consolidating concrete-s.c.c.).) είναι το είδος του σκυροδέματος το οποίο δύναται να πληρώσει οποιονδήποτε ξυλότυπο-μεταλλότυπο και να αποκτήσει ικανή συμπύκνωση αποκλειστικά και μόνο μέσω της βαρύτητας και της ρεολογικής του συμπεριφοράς. Κύριο χαρακτηριστικό του Α.Σ.Σ. είναι η ιδιαίτερα αυξημένη ρευστότητα σε συνδυασμό με τη διατήρηση της απαιτούμενης συνεκτικότητας, η οποία αποτελεί μέτρο της αντίστασης διαχωρισμού του αναμείγματος. Πρόκειται για σκυρόδεμα προηγμένης τεχνολογίας, το οποίο εμπίπτει στην κατηγορία των σκυροδεμάτων υψηλής επιτελεστικότητας (σκυροδέματα με επιλεκτικά αναβαθμισμένες ιδιότητες).
Rion Antirion Bridge Concrete :Δοκιμαστικά Αναμείγματα Equipment for Slump-Flow: Abrams cone and steel table Spread result or Slump Flow
Pylon Legs
M3 M4 general view
Rion-Antirion Concrete Classes and Types Concrete Location Concrete Type Theoretical Quantitites Cement Dosage Pylon Head C60/75 4,000 490 Pylon legs C60/75 13,464 490 Viaduct Deck C60/75 16,870 490 Pylon Base C50/60 11,380 425 Pier Head C45/55 14,568 400 Pier Head Slab C45/55 2,060 400 Octogon (except splash zone) C45/55 6,504 400 Octogon (splash zone) C45/55 2,944 400 Octogon connection M4 C50/60 616 450 Octogon connection (M1, M2, M3) C60/75 1,848 490 Pier Shaft Slab C45/55 280 400 Shaft slab wall (splash zone) C45/55 332 400 Pier Shaft Slab (including precast) C45/55 964 400 Cone climbings (splash zone) C45/55 3,460 400 Cone climbings (except splash zone) C45/55 23,556 400 Ballasting concrete not applicable 7,620 350 Cone C45/55 2,565 400 Footing Top Slabs C45/55 15,350 400 Ring Slabs C45/55 4,896 400 External Wall C45/55 11,244 400 Temp. Cofferdams C45/55 1,828 400 Walls for trim tanks C45/55 645 400 Radial Beams C45/55 24,080 400 External Ring Wall C45/55 9,004 400 Diaphragm Walls C45/55 2,459 400 Internal Ring Wall C45/55 2,701 400 Raft C45/55 25,417 400 TOTAL MAIN VIADUCT ONLY 210,655
Παραγωγή ΑΣΣ στην Ελλάδα-Ευρώπη Ευρώπη πηγή ermco Δανία: Περίπου 50% precast και 25% του Ready Mix Concrete είναι SCC Oλλανδία:Περίπου το 70% precast είναι SCC Σουηδία:Περίπου το 50% του precast και το 5% του Ready Mix Concrete είναι SCC
Εφαρμογή του SCC στην Εληνική Προκατασκευή
Πιθανά Αίτια για την μη χρησιμοποίηση του SCC Μεγαλύτερο κόστος υλικών πρόσμεικτα,filler κτλ Πολύπλοκες συνθέσεις που σε κάποιες περιπτώσεις χρησιμοποιούν έως και 10 διαφορετικά υλικά Ανάγκη για τροποποιήσεις στο Παρασκευαστήριο Σκυροδέματος όπως -extra extra silo για πληρωτικές κονίες -δυσκολία στην ανεύρεση πληρωτικών κονιών -extra extra δοχεία και αυτοματισμοί για τα πρόσμεικτα Πιθανή Ευαισθησία των Συνθέσεων Καθυστέρηση στην πήξη-χαμηλές χαμηλές πρώιμες αντοχές Πιθανές ρωγμές από πλαστική συρρίκνωση Ανάγκη για απόκτηση νέου εργαστηριακού εξοπλισμού Ανάγκη για χρήση σθεναρότερων και στεγανότερων καλουπιών
Green Concrete
Green Concrete Ορισμός.Kάθε τύπος σκυροδέματος που συνάδει με την ορθή περιβαλλοντική διαχείρηση (πχ εξοικονόμηση ενέργειας,χρησιμοποίηση υλικών από ανακύκλωση,μικρότερη παραγωγή ρύπων οποιασδήποτε μορφής κτλ) Σαν «Οικολογικά Σκυροδέματα» μπορούν να θεωρηθούν Διαφανές Σκυρόδεμα Διαπερατό Σκυρόδεμα Δρώσες Ενεργές Κονίες Σκυρόδεμα από Ανακυκλωμένα Αδρανή Σκυροδέματα με «κρύο» τσιμέντο πχ slagstar SCC που χρησιμοποεί σαν fillers παραπροιόντα της βιομηχανίας
Διαφανές (Light Light Transluscent) 1/3
Διαφανές (Light Light Transluscent) 2/3
Διαφανές (Light Light Transluscent) 3/3
Διαπερατό Σκυρόδεμα(Pervious Concrete) 1/2 Διαπερατό Σκυρόδεμα (Pervious Concrete) Ευεργετική για το έδαφος ομοιόμορφη κατείσδυση του νερού ελαχιστοποίηση αγωγών Ομβρίων υδάτων
Διαπερατό Σκυρόδεμα(Pervious Concrete) 2/2
Powder Reactive Concretes 1/5
Powder Reactive Concretes 2/5
Powder Reactive Concretes 3/5
Powder Reactive Concretes 4/5 Με τη χρήση ισχυρότερων σκυροδεμάτων μπορεί να γίνει μείωση του όγκου και ως Εκ τούτου εξοικονόμηση υλικών.
Powder Reactive Concretes 5/5
Self Cleaning Concrete
Σκυρόδεμα με «κρύο» τσιμέντο Τσιμέντο τύπου CEMIII/B (ggbfs+klinker 5-10%)
Σκυρόδεμα από Ανακυκλωμένα Αδρανή
SCC που χρησιμοποεί σαν fillers παραπροιόντα της βιομηχανίας
ΠΡΟΣΘΕΤΑ ΠΛΗΡΩΤΙΚΕΣ / ΥΔΡΑΥΛΙΚΕΣ ΚΟΝΙΕΣ (FILLER) Έχουν σκοπό την μείωση του κινδύνου διαχωρισμού ιξώδους) plastic viscosity. (αύξηση πλαστικού Παιπάλη πετρωμάτων (d max 0.125 mm): ασβεστόλιθοι, γρανίτες κτλ. Ιπτάμενη τέφρα: Παραπροϊόν της καύσης λεπτοαλεσμένου άνθρακα στα ηλεκτροπαραγωγικά εργοστάσια (ποσοστό διερχόμενων από το κόσκινο των 0.045 mm μεγαλύτερο του 75%). Πυριτική παιπάλη: Εξαιρετικά λεπτόκοκκο υλικό με μέγεθος σωματιδίων 100 φορές μικρότερο από εκείνα του κοινού τσιμέντου Portland. Σκωρία υψικαμίνων: Λεπτότατοι κόκκοι οι οποίοι προέρχονται από κονιορτοποίηση των παραπροϊόντων υψικαμίνων σιδηρομεταλλευμάτων, είναι δηλαδή το παραπροϊόν της παρασκευής χυτού σιδήρου κατά τη διαδικασία παρασκευής χάλυβα. Mαρμαρόσκονη Άλλα πληρωτικά υλικά είναι: η χαλαζιακή σκόνη, ο μετακαολίνης και η πούδρα φλοιών όρυζας.
Mix design
Aσφαλτικόσφαλτικό Σκυρόδεμα-Τυπικές Μελέτες Σύνθεσης 1/3 Α 260Δ Ποσοστό filler max=4 [0-4%]
Aσφαλτικόσφαλτικό Σκυρόδεμα-Τυπικές Μελέτες Σύνθεσης 2/3 Α 265B Ισοπεδωτική Ποσοστό filler max=8 [4-8]
Aσφαλτικόσφαλτικό Σκυρόδεμα-Τυπικές Μελέτες Σύνθεσης 3/3 Α 265B Κυκλοφορίας Ποσοστό filler max=12 [5-12]
Τυπικό προφίλ μεγάλου αυτοκινητόδρομου Αντιολισθηρή επιφάνεια 2,5-4cm Τάπητας Κυκλοφορίας (πχ Α265Κ) Συνδετική Στρώση (πχ Α265Ι) Ασφαλτική Βάση (πχ Α260Δ) Βάση 3Α Βάση 3Υπόβαση 3Α Υπόβαση Εξυγιαντική στρώση Στρώση έδρασης (υπέδαφος ή στέψη επιχώματος)
Υπολογισμός Ποσοτήτων Για μια ημερήσια παραγωγή βάσης περίπου 1500 tn (ζητούμενο ποσοστό filler στην άμμο ~3%) απορρίπτεται το 12% της άμμου (που είναι το 40% της σύνθεσης) ~72 tn.
Παρασκευή Ασφαλτικού Σκυροδέματος Τυπική Διαδικασία
Ξηραντήρας
Eσωτερικόσωτερικό του Baghouse
Kατακρατηθέν filler στο Βaghouse
Διάγραμμα Ροής μέσα στο Βaghouseaghouse
Παραδείγματα Απόρριψης filler σε διάφορα Ασφαλτικά Παρασκευαστήρια 1/2
Παραδείγματα Απόρριψης filler σε διάφορα Ασφαλτικά Παρασκευαστήρια 2/2
Απορροφητικότητα του filler (Μη τυποποιημένο test) Προετοιμασία δείγματος Τοποθέτηση στη δονητική τράπεζα Προ σημείου απορροφητικότητας Μετά σημείου απορροφητικότητας
Δοκιμαστικά Αναμείγματα Πραγματοποιήθηκαν 2 σειρές δοκιμαστικών αναμειγμάτων Σειρά 1 1 σειρά με ασβεστολιθικά αδρανή +ασβεστολιθικό filler (προερχόμενο από ασφαλτικό παρασκευαστήριο) Σειρά 2 1 σειρά με ασβεστολιθικά αδρανή +filler filler σκωρίας (προερχόμενο από ασφαλτικό παρασκευαστήριο) δεδομένου ότι την στιγμή της δοκιμής τα χρησιμοποιούμενα αδρανή ήταν αδρανή σκωρίας για αντιολισθηρή στρώση.
Απαιτήσεις για τη Μελέτη Σύνθεσης Κατηγορία Σκυροδέματος C20/25 Eυκολοδιάστρωτο Oμοιογένεια Αντοχή στην Απόμειξη Σταθερότητα για 60min (Stability) Σθεναρότητα (Robustness) Durability :κατηγορία Χ0 κατά ΕΝ 206 δεδομένου ότι SO4<3000 mg /kg από μετρήσεις σε εδάφη της περιοχής. (Η σκωρία περιέχει ελεύθερο CaO και ΜgO που μπορεί να Δημιουργήσουν προβλήματα.reference=steel slag as a filler aggregate μπορεί να αντικαταστασεί με filler σκωρίας έως και 40% τσιμέντου χωρίς πρόβλημα. Διενεργούνται δοκιμές σε πρίσματα) ============================== Self placeability -------------------------------------------------K <7 Prevention of seggregation of coarse aggregates----- Κc >3,4>3,4 Prevention of coarse aggregates blockage-------------- Kg <1 Prevention of seggregation --------------------------------- S<0.8 Self levelling ability --------------------------------------------τ0<500pa Pumpability ----------------------------------------------------- μ<200-300pa.s Cost --------------------------------------------------------------?
Κοκκομετρικές Καμπύλες Reference?
Εργαστηριακές Δοκιμές Mortar Tests Flow Test (Saturation dosage, (Saturation dosage,το σημείο στο οποίο περαιτέρω προσθήκη δεν μειώνει το yield stress σημαντικά) Viscosity on Grout
Στοιχεία Ρεολογίας 1/4 To AΣΣA σκυρόδεμα είναι υγρό Bingham. τ = τ 0 + μ & γ Yield stress (όριο διαρροής)= Η τάση που χρειάζεται να ξεπεράσει το ρευστό Προκειμένου να αρχίσει να ρέει. Plastic Viscosity(Πλαστικό Ιξώδες) το μέτρο αντίστασης ενός υλικού στην ροή εξαιτίας Της εσωτερικής του τριβής.
Στοιχεία Ρεολογίας 2/4 F. de Larrard:Concrete Mixrure Proportioning a scientific approach) Υield stress =Προέρχεται από την τριβή ανάμεσα στους κόκκους (χονδρούς κόκκους Αδρανών) Plastic viscosity=προέρχεται από το «κολλώδες» της υγρής φάσης.
Στοιχεία Ρεολογίας 3/4
Στοιχεία Ρεολογίας 4/4
Εργαστηριακές Δοκιμές Mix Slump/Flow V-Funnel L-Box Wattmeter Curve
Aνάμειγμανάμειγμα στο Εργαστηριακό Μixer
Wattmeter Curve 1/3
Wattmeter Curve 2/3
Wattmeter Curve (on line σύστημα για παρακολούθηση της εργασιμότητας (3/3) Γραμμή Σταθεροποίησης Μείξης (Συσχετισμένη με την Εργασιμότητα)
Δοκιμές στο Εργαστήριο t30slump/flow t30l-box t30v-funnel
Σθεναρότητα (Robustness) Nερό +10 = Αύξηση= 2cm Slump/Flow Aντίσταση στο διαχωρισμό = πολύ καλή
Δοκιμαστικό Σκάμμα
Παρασκευαστήριο Σκυροδέματος Yπερπλαστικοποιητής Τροποποιητής Ιξώδους Stabiliser
Ανάμειξη (3X2m3)
Δοκιμές στο Πεδίο
Διάστρωση 6m3
ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ -ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Α.Σ.Σ. κατά την παρούσα εφαρμογή Απουσία δονητών (το Α.Σ.Σ. πληρώνει κάθε σημείο του καλουπιού μόνο λόγω του ίδιου βάρους του) ). Βελτιστοποίηση σκυροδέτησης (χρήση ελάχιστου δυνατού προσωπικού). Ταχύτητα. Μείωση στην παραγωγή θορύβου στο εργοτάξιο Μείωση στην κατανάλωση ενέργειας.σημειώνεται εδώ ότι η κατανάλωση ισχύος στο mixer είναι πολύ μικρή. Πολύ βελτιωμένη τελική εμφάνιση σκυροδέματος μετά το ξεκαλούπωμα. Με σωστά οργανωμένη μελέτη σύνθεσης -εργαστηριακό έλεγχο στο πεδίο ο κίνδυνος λάθους στο ΑΣΣ μειώνεται εξαιρετικά. Βελτιστοποίηση του τρόπου φόρτωσης του filler.
ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΓΙΑ ΠΕΡΑΙΤΕΡΩ ΕΡΕΥΝΑ Τελειοποίηση της μελέτης σύνθεσης μετρώντας ρεολογικά χαρακτηριστικά. Να γίνει πράξη η έννοια της σταθερότητας (stability) :Εργασιμότητα f(time) Nα διερευνηθεί η χρήση lfscc σαν καθημερινό σκυρόδεμα Ελεγχος πρώιμων αντοχών. Durability Στις συνθέσεις με ασβεστολιθικό filler έλεγχος για δημιουργία θωμασίτη- μεθύστερο σχηματισμό εττριγκίτη Στις συνθέσεις με fiiller σκωρίας έλεγχος σε διόγκωση. Πιθανή χρήση VMA σε κανονικό σκυρόδεμα Ενημέρωση για τη χρησιμοποίηση GREEN CONCRETES.
Βιβλιογραφικές Παραπομπές 1)F. Cussigh-SCC in practice :oppotrunities: and bottlenecks. 2)F. de Larrard-Concrete Mixture Proportioning-A A scientific approach. 3)H. Moosberg:Steel slag as a filler material in concrete.