Samozbijajući beton

Samokompaktni ili samozbijajući beton ne zahtjeva nikakvu konsolidaciju na gradilištu ili betonarama, razvijen je u Japanu da se poboljša izdržljivost i ravnomjernost betona 1988. Ovaj miješani sastav odabran je da zadovolji sve kriterije betona u svježem i stvrdnutom stanju. Ne postoji standardni metod za mješavinu, i mnoge akademske institucije kao i kompanije razvile su svoje proporcionalne metode za miješanje.

Jedna od najbitnijih razlika između ovog materijala i konvencionalnog betona je inkorporacija mineralne primjese. Zbog toga su se sprovele mnoge studije o efikasnosti mineralnih primjesa u samozbijajućim betonima. Ove studije pokazuju prednosti korištenja mineralnih primjesa u ovom betonu, poput poboljšane obradivosti uz smanjeni sadržaj cementa. S obzirom da je cement najskuplja komponenta betona, smanjenje njegove količine je ekonomsko rješenje.

Pored toga, mineralne primjese mogu poboljšati pakovanje čestica i smanjiti propusnost betona. Zbog toga, izdrživost betona je također povećana. Industrijski nusproizvodi i otpadni materijali poput praha od krečnjaka, dimnog pepela, granulirane šljake, najčešće se koriste kao primjese u samozbijajućem betonu. Zbog toga se obradivost ovog betona poboljšava i povećava se količina upotrebe nusproizvoda i otpadnih materijala. Pored ekonomske koristi, upotreba ovih materijala smanjuje zagađenje okoliša. Dimni pepeo je industrijski nusproizvod, stvoren iz izgaranja ugljena u termalnim elektranama.

Povećana oskudica sirovih materijala i hitna potreba da se zaštiti okoliš od zagađenja pridonijeli su  razvoju novih materijala za gradnju, baziranih na industrijskom otpadu od termalnih elektrana na ugljenu, koje stvaraju velike probleme zbog zagađenja. Dimni pepeo, kada se koristi kao mineralna primjesa u betonu, poboljšava jačinu i izdržljivost betona. Dimni pepeo može se koristiti ili kao primjesa ili kao djelimična zamjena cementu. Može se također korisititi kao djelimična zamjena finih agregata, kao totalna zamjena finih agregata i kao suplementarni dodatak za postizanje drugačijih svojstva betona.

Prednosti korištenja samozbijajućeg betona na gradilištima

Glavne prednosti korištenja samozbijajućeg betona na gradilištima su:

  • Prilikom postavljanja nije potrebna vibracija svježeg betona.
  • Postavljanje betona je lakše.
  • Brže i efikasnije postavljanje svježeg betona. Smanjeno vrijeme stvrdnjavanja betona.
  • Smanjen nivo buke na gradilištu. Zbog toga se mogu povećati sati rada na konstrukcijama, a u urbanim zonama dozvoljena je i noćna smjena.
  • Smanjuje se potrošnja energije.
  • Smanjuje se broj potrebnih radnika na gradilištu.
  • Sigurnija i zdravija okolina za rad.

Samozbijajući beton u konstrukcijama:

  • Visoka kvaliteta postavljenog betona, bez obzira na kvalificiranost radnika.
  • Dobra veza između betona i armature, čak i kod zagušene armature.
  • Visoka kvaliteta površine betona, bez potrebe za popravljanjem.
  • Zbog boljeg finalnog izgleda i površine, ne treba se raditi na glatkim površinama zidova i ravnih podova.
  • Poboljšana izdržljivost konstrukcije.
  • Smanjeni troškovi održavanja.

Primjeri konstrukcija napravljenih od samozbijajućeg betona

Najranija istraživanja o dizajniranju samozbijajućeg betona počela je sredinom osamdesetih, u 20. stoljeću u Japanu. Glavni pokretač ovog istraživanja bila je ugrožena izdržljvost armiranih konstrukcija od betona, potreba za lakšim i visokokvalitetnim betonima i zbog nedostatka radne snage. 1986. godine, Okamura, Kochi Univerzitet u Japanu, bio je prvi koji je predstavio ovakvu vrstu betona. Ova nova tehnologija bila je moguća zbog razvoja betonskih superplastifikatora, koji su razvijeni tokom prethodnih decenija. Nakon veoma uspješne upotrebe u konstrukcijama u Japanu, postavljanje samozbijajućeg betona počelo je u cijelom svijetu. Trenutno se radi o vrlo željno korištenom materijalu kako na gradilištima tako i u proizvodnji prefabrikovanih elemenata. U protekloj deceniji sprovedena su obimna ispitivanja fizičkih i mehaničkih svojstava samozbijajućeg betona. To je popraćeno ekonomskim analizama, koje su potvrdile racionalnost upotrebe ovog materijala. Praktična upotreba koristila se kod velikih infrastruktura (mostovi, spremišta, potporni zidovi, tuneli, itd), i kod arhitektonskih građevina. Samozbijajući beton predstavlja konstruktivni materijal, ali u isto vrijeme se koristi i kao arhitektonski beton. Arhitektonski beton definisan je od strane Američkog Instituta za Beton kao „beton koji će trajno biti izložen i koji zbog toga zahtijeva posebnu opreznost kod odabira betonskih primjesa, formiranja, postavljanja i završnog sloja, da bi se dobio traženi arhitektonski izgled“.

Nekoliko primjera i njihove karakteristike:

  • Burj Khalifa, Dubai – Ova konstrukcija predstavlja umjetnost među luksuznim građevinama. U toku konstrukcije korištene su i ujedinjene sve najnovije tehnologije, uključujući tehnologiju proizvodnje betona. U ovom projektu korišteno je nekoliko mješavina betona. Bilo je potrebno postaviti 230000m3 svježeg betona. Taj kvantitet iskorišten je na tornju, podijumu i za urede, ne uključujući temelj. Dizajnirani betoni dobijeni su iz Portland cementa, koji je pomiješan s silicijevim dioksidom, dimni pepelom ili mljevenom šljakom. Kao rezultat dobili su se različiti materijali visoke gustoće i jačine (beton C50 ugrađen je u podne konstrukcije a C60 I C80 u vertikalne nosive elemente). Konstrukcija ima dovoljnu krutost, žilavost i veliku nosivost. U toku izgradnje objekta beton je pumpan na uzvisinu pa je bilo neophodno osigurati izvanrednu protočnu sposobnost betona kroz cijevi. Postignut je svjetski rekord: 8. novembar, 2007. godine napravljena je najviša cijev za pumpanje betona u građevinama, visoka 601 metar. Sve je bilo pažljivo isplanirano za ovaj fantastični projekat. Beton se ulijevao najčešće po noći, zbog mogućnosti rada na nižim temperaturama i većoj vlažnosti. Beton se dodatno hladio dodavajući dio vode u ledenom stanju. Sveukupna visina, 828m dostignuta je 17. januara, 2009. godine.

  • Arlanda aerodromski kontrolni toranj, Štokholm, Švedska – Ovaj toranj dizajniran je od strane poznatog arhitektonskog studija Wingårdh Arkitektkontor AB. Svekupna visina tornja je 83 metra. Konstrukcija stuba sastoji se od dvije osovine različitih dimenzija koje su naglašene dvobojnim dizajnom. Na vrhu je nekoliko ekscentrično postavljenih kružnih konstrukcija. Fasadni zidovi su dijelovi kupe. Toranj je završen i otvoren 2001. godine. Danas predstavlja simbol Štokholma. U toku izgradnje, unutrašnja oplata se dizala dizalicom, dok su vanjska skela i oplata bile samopenjajuće. SCC je korišćen da bi se postigla brzina betoniranja standardne visine poda h = 3,27m u četverodnevnom ciklusu dizanja oplate i da bi se postigao kvalitetan beton bez vibracija. Smanjena je i buka tokom postavljanja betona, te je bila omogućena noćna smjena.

  • Nacionalni muzej umjetnosti 21. stoljeća (MAXXI), Rim, Italija – MAXXI je dizajnirala arhitektica Zaha Hadid. 1998. godine, i sa ovim projektom pobijedila je na međunarodnom takmičenju, od 273 kandidata. Građevina muzeja pokriva površinu od 30.000m2 u Flaminio Distriktu, na mjestu koje je originalno bila fabrika automobila i gdje su se gradile vojne barake u 19. stoljeću. Građevina je karakteristična po prostoru za izložbe, formirane od armirano betonskih zidova sa staklenim krovom. Ove konstrukcije više izgledaju poput mostova, jer imaju zidove samo sa strana i podnu konstrukciju, dok je krov od stakla postavljen na čeličnim nosačima. Na nekim mjestima zidovi su visoki 14m. Zidovi od armiranog betona su vidljivi i zahtijevaju dobro obrađenu završnu površinu. Da bi se zadovoljile sve ove potrebe, izvođač radova betonskih konstrukcija odabrao je samozbijajući beton. Beton je postavljen čitavom dužinom da se izbjegnu konstrukcijski zglobovi. Ovo je rezultiralo 70 metara u dužini kod nekih elemenata. Beton je miješan i pravljen na gradilištu. Betoniranje je trajalo do 18 sati. Da bi se izbjegla segregacija, visina s koje je svježi beton ulijevan je ograničena na maksimum od 15cm. Primjena aditiva u prahu i epoksidne smole omogućila je savršeno glatku završnu obradu betonskih zidova. Da bi se spriječilo stvaranje prevelike toplote u svježem betonu, betoniranje se vršilo samo kada je temperatura bila ispod 25 stepeni, tj od novembra do aprila.

m-Kavdrat

print