21
Beton Prefabrykowany 2015
i szczelności. Bardzo ważne jest także uzyskanie wysokiej wczesnej
wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie oraz wysokiego modułu
odkształcalności liniowej Younga (E).
Parametry gotowego prefabrykatu zależą w dużym stopniu od popraw-
nego doboru składników mieszanki oraz warunków jej wytwarzania.
Dlatego bardzo istotna jest rola domieszek i dodatków stosowanych
do produkcji mieszanki betonowej, dzięki którym uzyskuje ona pożą-
dane właściwości. Mają one również wpływ na wytrzymałość prefa-
brykatu, trwałość oraz wygląd jego powierzchni.
Najczęściej wykorzystywane są plastyfikatory i upłynniacze, umożli-
wiające redukcję zawartości wody w mieszance betonowej, przy jedno-
czesnym zachowaniu odpowiedniej konsystencji i urabialności. Obni-
żone w/c pozwala uzyskać wysoką wytrzymałość betonu i korzystnie
wpływa na jego trwałość. Dostępne są także domieszki powodujące
krystaliczne uszczelnianie betonu, a tym samym wysoką szczelność
wyrobów i ich odporność na korozję mikrobiologiczną, co jest istotne
np. dla prefabrykowanych elementów wykorzystywanych do budowy
sieci kanalizacyjnych. W produkcji prefabrykatów ważna jest wysoka
wczesna wytrzymałość elementów, która umożliwia ich rozformowa-
nie i przeniesienie, a w przypadku wyrobów sprężonych – zwolnienie
naciągu strun. Szybsze twardnienie betonu można uzyskać, stosu-
jąc nie tylko cementy o szybkim wzroście wytrzymałości, lecz także
odpowiednie domieszki chemiczne (m.in. wysokiej wydajności super-
plastyfikatory), które przyspieszają ten proces.
Mineralne wypełniacze (np. mączka wapienna czy pył krzemion-
kowy) dodawane do mieszanki betonowej, w połączeniu z plasty-
fikatorami i innymi domieszkami, pozwalają uzyskiwać betony
o coraz wyższych wytrzymałościach na ściskanie – do 45–55 MPa
(dla wysokowartościowych HSC osiąga do 115 MPa, a ultrawysoko-
wartościowych UHPC – nawet do 800 MPa).
W przypadku betonów samozagęszczalnych skład mieszanki,
a zatem i zastosowane w niej domieszki, muszą jednocześnie zapew-
niać jej płynność, możliwość samoodpowietrzenia oraz stabilność,
czyli odporność na segregację. Oprócz superplastyfikatorów wyko-
rzystuje się także wypełniacze mineralne lub domieszki stabilizu-
jące. W przypadku ciężkiej prefabrykacji (duże gabaryty elemen-
tów), wytwarzanej z mieszanki o niskim współczynniku w/c, stosuje
się np. domieszki przedłużające czas utrzymania konsystencji, tzw.
opóźniacze wiązania, które umożliwiają wydłużenie czasu układania
mieszanki w formie (np. powyżej 120 min).
Wśród dodatków używanych do modyfikacji właściwości mieszanki
betonowej i gotowego prefabrykatu są również polimery, żywice,
a także mikrozbrojenie w postaci włókien np. szklanych, polipropy-
lenowych, stalowych.
x x x
Rodzaje zbrojenia w elementach prefabrykowanych
Zbrojenie zazwyczaj wytwarza się w zbrojarni, a następnie przewozi
do hali prefabrykacji i umieszcza w formach. Możliwe jest również
rozwiązanie odwrotne – wówczas do dostarczonego zbrojenia przy-
gotowuje się i składa formę do wykonania prefabrykatu. W zależ-
ności od rodzaju zastosowanego zbrojenia – prętów, cięgien lub włó-
kien – prefabrykaty produkowane są z żelbetu, betonu sprężonego
lub fibrobetonu. Można także wykonać elementy z użyciem różnych
typów zbrojeń.
Pręty zbrojeniowe
Stal zbrojeniowa stosowana w prefabrykacji może być zwykła lub
sprężająca, najlepiej o najwyższych parametrach wytrzymałoś-
ciowych oraz o dużej wytrzymałości na rozciąganie, co zapewni
wysokie bezpieczeństwo konstrukcji. Do zbrojenia żelbetowych
elementów prefabrykowanych zazwyczaj wykorzystuje się odpo-
wiednio przycięte, proste lub wygięte (według projektu) pręty sta-
lowe, które łączy się poprzez zgrzewanie, spawanie i wiązanie.
Dostępne są też bardziej zaawansowane połączenia, np. zbrojenie
skręcane. Stosuje się również płaskie lub przestrzenne szkielety
z prętów, siatki zgrzewane bądź zbrojenie wiązane – pręty i siatki
w jednym prefabrykacie.
Korzystne jest użycie półfabrykatów zbrojeniowych, które znacznie
ułatwiają prace zbrojarskie. W nowoczesnych zakładach prefabryka-
cji proces wytwarzania zbrojenia jest zautomatyzowany i obejmuje
m.in. wczytanie rysunków CAD z projektu, elektronicznie stero-
wane maszyny do gięcia strzemion i prętów zbrojeniowych, a także
urządzenia do produkcji elektrycznie zgrzewanych siatek czy ele-
mentów przestrzennych.
Podobnie jak w konstrukcjach monolitycznych, tak i w prefabry-
katach ważne jest zachowanie odpowiedniej otuliny zbrojenia.
Aby miała odpowiednią grubość, stosuje się wkładki dystansowe,
które odsuwają pręty zbrojeniowe od powierzchni formy. Zapew-
nia to również stabilność prętów i zachowanie w czasie betonowania
zaprojektowanego ich rozstawu. Wkładki powinny być wykonane
z materiału niereagującego z cementem i stosowanymi dodatkami,
np. z polipropylenu, polietylenu lub betonu. Muszą mieć odpowied-
nią wytrzymałość i stabilność oraz nie przyczyniać się do korozji
zbrojenia i obniżenia odporności ogniowej prefabrykatu. Ważne też,
by kształt wkładek nie utrudniał otoczenia ich przez mieszankę oraz
nie powodował oddzielania się betonu od wkładki. W przypadku
bardziej skomplikowanego zbrojenia można wykorzystać np. ruszty
lub specjalne podkładki do umieszczenia wokół otworów (w przy-
padku zbrojenia na przebicie).
Cięgna i kable sprężające
W zależności od sposobu przeprowadzenia procesu sprężania ele-
menty prefabrykowane wykonywane są ze strunobetonu lub kab-
lobetonu. W przypadku strunobetonu stosuje się cięgna i druty
ze stali sprężającej. Druty zazwyczaj skręcane są w bardzo mocne
sploty (o wytrzymałości na rozciąganie nawet do 1860 MPa), które
naciąga się mechanicznie lub elektrotermicznie. Cięgna i sploty peł-
nią w elementach sprężonych funkcje zbrojenia aktywnego. W cza-
sie betonowania i twardnienia mieszanki mają już przyłożoną siłę
sprężającą i są umocowane w konstrukcjach oporowych (metoda
torów naciągowych) lub w odpowiednio przygotowanych formach
fot. BASF
Fot. 2. Przygotowanie i badania mieszanki betonowej w warunkach laboratoryjnych
