Beton Prefabrykowany 2015
19
Materiały do produkcji prefabrykatów betonowych
Prefabrykaty mogą być wytwarzane jako elementy betonowe, żelbe-
towe, sprężone lub zespolone (żelbetowe bądź sprężone). Na proces
produkcji składa się przede wszystkim przygotowanie form i zbro-
jenia, wykonanie, wprowadzenie do formy i zagęszczenie mieszanki
betonowej oraz dojrzewanie betonu. Do wytwarzania betonu pre-
fabrykowanego – podobnie jak do monolitycznego – wykorzystuje
się cement, kruszywa, wodę i zbrojenie wykonane z prętów, siatek
lub włókien bądź występujące w formie tzw. zbrojenia aktywnego:
cięgien (strun) lub kabli. W przypadku prefabrykatów wielowar-
stwowych dodatkowym materiałem jest izolacja termiczna z wełny
mineralnej, styropianu lub polistyrenu ekstrudowanego (XPS, sty-
roduru). Do wykonania kompletnego prefabrykatu wykorzystywane
są także dodatkowe elementy mechaniczne, konieczne do popraw-
nego umieszczenia zbrojenia, transportu oraz montażu prefabry-
katów. To między innymi wkładki dystansowe, stabilizujące zbro-
jenie, elementy łączące, jak np. kotwy, kasety lub szyny z pętlami
odginanymi, a także kotwy i haki transportowe oraz pokrywy do
zamykania otworów. Niezbędne są również środki antyadhezyjne
zapobiegające przywieraniu betonu do powierzchni form w czasie
produkcji elementów.
x x x
Betony i cementy stosowane w produkcji
prefabrykatów
Prefabrykaty mogą być produkowane z różnych rodzajów betonu.
Ciągła kontrola mieszanki oraz możliwość utrzymania stałych
warunków produkcji, pozwalają na uzyskanie betonu o wyższych
parametrach (np. klasy C90/105) niż w przypadku betonu monoli-
tycznego. W produkcji prefabrykatów istotną rolę odgrywa odpo-
wiednio dobrany czas utrzymania właściwości roboczych mieszanki
i łatwość jej zagęszczania. Znaczenie ma również możliwość uzy-
skania szybkiego przyrostu wytrzymałości wczesnej betonu. Wciąż
udoskonalane są różne odmiany betonów specjalnych, takie jak
np. samozagęszczalny (SCC), architektoniczny, fibrobeton (FRC ze
zbrojeniem rozproszonym), a także z zawartością polimerów (PCC),
wysokowartościowy (HPC), samoczyszczący lub transparentny. Trzy
pierwsze są dość popularne, choć ich poprawne zaprojektowanie oraz
wytworzenie nie jest łatwym zadaniem. Wymaga czasem wielu prób
zarówno laboratoryjnych, jak i w zakładzie prefabrykacji, przed roz-
poczęciem właściwej produkcji. Znanym materiałem służącym do
wytwarzania prefabrykatów jest także keramzytobeton, zawierający
kruszywo wytwarzane z surowców naturalnych – keramzyt.
Beton samozagęszczalny
– powstaje z mieszanki betonowej
o bardzo płynnej konsystencji, która zagęszcza się pod wpływem
siły grawitacji. Dzięki temu prawie całkowicie ulega on odpo-
wietrzeniu i szczelnie wypełnia formę, co eliminuje koniecz-
ność dodatkowego wibrowania. Samozagęszczalność mieszanki
pozwala na wykonywanie prefabrykatów o gęsto ułożonym
zbrojeniu oraz skomplikowanych kształtach, a także elementów
architektonicznych (ze względu na możliwość uzyskania gład-
kiej powierzchni). Do tego rodzaju betonów stosuje się cementy
portlandzkie CEM I, portlandzkie wieloskładnikowe CEM II,
hutnicze CEM III oraz wieloskładnikowe CEM V. W zależności
od użytego typu mieszanka będzie charakteryzowała się innym
przyrostem wytrzymałości. Zawartość cementu w betonie może
się wahać od 350 do 450 kg/m
3
.
Niezbędnymi składnikami mieszanki samozagęszczalnej są
domieszki upłynniające – superplastyfikatory, dzięki którym uzy-
skuje ona żądaną konsystencję, oraz dodatki zwiększające łączną
ilość spoiwa, zapewniającą odpowiednią lepkość mieszanki, a co za
tym idzie odporność na segregację. Ponadto stosowane mogą być
również domieszki stabilizujące (podnoszą odporność na segregację,
ale mogą obniżyć wytrzymałość betonu). Dobór składników mie-
szanki betonu samozagęszczalnego, w każdym przypadku, powinien
być ustalany indywidualnie w laboratorium, a później w wytwórni,
w warunkach produkcji elementów.
Beton ze zbrojeniem rozproszonym (fibrobeton)
– w beto-
nie tym stosowane jest zbrojenie rozproszone w postaci włókien
stalowych, polipropylenowych, polimerowych, szklanych, a także
węglowych lub bazaltowych. Dzięki nim fibrobeton ma wyższą wy-
trzymałość na rozciąganie, nie ulega kruchemu pękaniu i nawet po
osiągnięciu założonej wytrzymałości na zginanie nadal może prze-
nosić obciążenia. Prefabrykaty są mniej podatne na zarysowanie od
żelbetowych i bardziej niewrażliwe na uszkodzenia mechaniczne.
Zastosowanie włókien zapobiega skurczowi betonu i powstawaniu
rys skurczowych, co poprawia szczelność i wodoszczelność wyrobu.
Fibrobeton wykorzystywany jest często do wytwarzania prefa-
brykatów o cienkich przekrojach, np. kręgów studni, a także płyt
i elementów przestrzennych do okładzin ściennych, elewacji wenty-
lowanych i dekoracyjnych fasad o dużych powierzchniach, zarówno
pełnych, jak i ażurowych.
Beton architektoniczny
– pozwala uzyskać prefabrykaty o wyso-
kiej jakości, których powierzchnia dodatkowo spełnia najwyższe
wymagania estetyczne, np. jest jednolita, idealnie gładka lub jej
faktura imituje inne materiały. Nowoczesne linie produkcyjne oraz
powtarzalność warunków produkcji i stała ich kontrola gwarantują
wykonanie elementów o bardzo wysokiej jakości. Faktury uzyskuje
się np. dzięki zastosowaniu matryc drewnianych, gumowych lub
z elastycznych tworzyw sztucznych, a także poprzez obróbkę me-
chaniczną (szlifowanie, piaskowanie, śrutowanie, łamanie). Można
również odsłonić kruszywo, spłukując wierzchnią warstwę zaczy-
nu, która w tym przypadku musi wolniej wiązać. Efekt ten uzy-
skuje się, nakładając opóźniacz wiązania na powierzchnię formy.
Możliwa jest także produkcja betonu kolorowego. Barwę nadaje
się np. poprzez zastosowanie białego cementu, wyeksponowanie
kolorowego kruszywa czy naniesienie na fakturę powłoki z farby.
Beton można także barwić w masie, dzięki dodaniu pigmentu do
mieszanki betonowej.
Opracowanie:
mgr inż. Dorota Czernek
Konsultacja:
dr hab. inż. prof. PW Piotr Woyciechowski,
PolitechnikaWarszawska
Materiały do produkcji
prefabrykatów betonowych
Podstawowe materiały do produkcji prefabrykatów są po-
dobne do tych, jakie wykorzystywane są przy wykonywaniu
konstrukcji monolitycznych. Ich właściwy dobór decyduje
o zachowaniu żądanych parametrów zarówno mieszanki be-
tonowej, jak i gotowego prefabrykatu.
