Kiedy stosować beton SCC?

SCC znajduje zastosowanie zarówno w budownictwie kubaturowym, jak i przy realizacji obiektów inżynierskich, konstrukcji prefabrykowanych czy elementów o skomplikowanej geometrii. Nie oznacza to jednak, że w każdej inwestycji beton samozagęszczalny będzie najlepszym rozwiązaniem. Jego zastosowanie warto rozważyć przede wszystkim tam, gdzie jego szczególne właściwości rozwiązują konkretny problem wykonawczy.

W praktyce oznacza to, że podczas betonowania nie ma potrzeby używania typowych wibratorów wgłębnych lub przyczepnych. Właściwie zaprojektowany SCC może więc dotrzeć do miejsc, w których tradycyjne zagęszczanie byłoby utrudnione albo wręcz niemożliwe.

Co odpowiada za właściwości SCC?

O właściwościach betonu samozagęszczalnego decyduje przede wszystkim odpowiednio dobrana receptura. Znaczenie mają m.in.:

• proporcje cementu, kruszywa i frakcji drobnych,
• ilość i rodzaj wody,
• stosunek wody do spoiwa,
• zastosowane domieszki chemiczne,
• superplastyfikatory,
• w niektórych recepturach także domieszki modyfikujące lepkość,
• uziarnienie kruszywa,
• właściwości poszczególnych składników.

Kluczowe jest osiągnięcie równowagi pomiędzy płynnością mieszanki a jej stabilnością. Beton powinien łatwo przepływać, ale jednocześnie nie może dochodzić do nadmiernego oddzielania się kruszywa od zaczynu cementowego.

Najważniejsze właściwości betonu samozagęszczalnego

SCC wyróżnia kilka właściwości, które odróżniają go od klasycznego betonu wymagającego zagęszczania mechanicznego.

• wysoka płynność

Mieszanka SCC charakteryzuje się dużą zdolnością do rozpływania. Dzięki temu może przemieszczać się w obrębie szalunku i wypełniać jego przestrzeń bez konieczności intensywnego oddziaływania mechanicznego.

W przypadku SCC stosuje się m.in. klasy rozpływu SF1–SF3, określane na podstawie badania rozpływu stożka. W dokumentacji technicznej można spotkać również klasy dotyczące lepkości, przepływalności i odporności na segregację.

• zdolność do przechodzenia przez gęste zbrojenie

To jedna z najważniejszych zalet SCC. Beton może przepływać pomiędzy prętami zbrojeniowymi i docierać do trudno dostępnych fragmentów konstrukcji.

Ma to szczególne znaczenie w elementach, w których zastosowano duże ilości zbrojenia, kilka warstw prętów, gęste kosze zbrojeniowe, skomplikowane węzły konstrukcyjne.

• brak konieczności wibrowania

SCC nie wymaga standardowego zagęszczania wibratorem. Przynosi to korzyści organizacyjne, ale również wpływa na warunki pracy na budowie. Eliminacja wibracji oznacza m.in. mniejszy hałas i ograniczenie oddziaływania drgań na pracowników.

• odporność na segregację

Sama wysoka płynność nie wystarczy. Dobry SCC musi zachowywać jednorodność podczas przepływu.

Jest to szczególnie istotne przy betonowaniu wysokich elementów, pompowaniu mieszanki oraz w konstrukcjach o dużym znaczeniu dla jakości powierzchni.

• dobra jakość powierzchni

SCC może pozwolić na uzyskanie bardzo dobrej jakości powierzchni betonowej, ponieważ właściwie zaprojektowana mieszanka dokładnie wypełnia formę i ogranicza ryzyko powstawania pustek wynikających z niedostatecznego zagęszczenia.

Nie oznacza to jednak, że sam wybór SCC automatycznie gwarantuje idealną powierzchnię. Istotne pozostają m.in. jakość szalunków, przygotowanie formy, sposób podawania mieszanki, receptura oraz warunki dojrzewania betonu.

Kiedy warto zastosować beton SCC?

Najważniejszym kryterium wyboru SCC nie powinno być samo „nowoczesne” rozwiązanie technologiczne. Warto zastosować go wtedy, gdy jego właściwości przynoszą konkretną korzyść techniczną, organizacyjną lub ekonomiczną.

Szczególnie dobrze sprawdza się w inwestycjach, w których występuje co najmniej jeden z poniższych problemów:

• bardzo gęste zbrojenie,
• trudny dostęp do betonowanego elementu,
• skomplikowana geometria konstrukcji,
• konieczność uzyskania wysokiej jakości powierzchni,
• duża ilość betonu do ułożenia w krótkim czasie,
• ograniczona możliwość stosowania wibracji,
• wymagania dotyczące ograniczenia hałasu,
• produkcja seryjna elementów prefabrykowanych.

Ściany i elementy z bardzo gęstym zbrojeniem

Jednym z najbardziej oczywistych zastosowań SCC są silnie zbrojone ściany, słupy, belki i węzły konstrukcyjne.

W tradycyjnym betonie wibrator musi mieć możliwość dotarcia w pobliże wszystkich miejsc, które wymagają zagęszczenia. Przy bardzo gęstym zbrojeniu może być to trudne. Nieprawidłowe zagęszczenie może z kolei prowadzić do powstawania pustek i nieciągłości.

SCC może w takiej sytuacji przepłynąć pomiędzy prętami i wypełnić przestrzeń bez konieczności wprowadzania głowicy wibratora w gęsty kosz zbrojeniowy.

Dlatego szczególnie interesującym zastosowaniem są:

• ściany żelbetowe,
• słupy o dużym stopniu zbrojenia,
• rdzenie żelbetowe,
• węzły konstrukcyjne,
• elementy konstrukcji mostowych,
• elementy o skomplikowanym układzie zbrojenia.

Budynki wysokościowe

W przypadku budynków wielokondygnacyjnych liczy się nie tylko sama jakość betonu, ale również tempo wykonywania kolejnych elementów konstrukcji.

SCC może ułatwiać betonowanie silnie zbrojonych rdzeni, ścian i słupów. Brak konieczności mechanicznego zagęszczania może usprawnić organizację robót, szczególnie gdy betonowanie odbywa się przy użyciu pomp i konieczne jest szybkie rozprowadzenie mieszanki.

Wytyczne dotyczące SCC wskazują m.in. na możliwość uzyskania szybszego tempa betonowania oraz łatwiejszego przepływu mieszanki wokół zagęszczonego zbrojenia.

Konstrukcje o skomplikowanej geometrii

SCC jest również dobrym rozwiązaniem w przypadku elementów, których forma utrudnia tradycyjne zagęszczanie.

Dotyczy to np.:

• elementów o wąskich przekrojach,
• konstrukcji o licznych załamaniach,
• nietypowych elementów architektonicznych,
• elementów o skomplikowanym kształcie,
• konstrukcji, w których dostęp do wnętrza szalunku jest ograniczony.

Im bardziej skomplikowana geometria, tym większe znaczenie ma możliwość swobodnego przepływu mieszanki.

Prefabrykacja betonowa

SCC bardzo dobrze sprawdza się również w zakładach prefabrykacji. W produkcji seryjnej znaczenie mają powtarzalność, tempo wykonywania elementów i jakość powierzchni.

Beton samozagęszczalny może być stosowany m.in. do produkcji:

• słupów,
• belek,
• paneli,
• elementów fasadowych,
• elementów infrastruktury,
• prefabrykowanych ścian,
• nietypowych elementów architektonicznych.

Brak wibrowania może ułatwić organizację produkcji, zmniejszyć hałas i ograniczyć liczbę czynności wykonywanych przy formie. Europejskie wytyczne wskazują na zastosowanie SCC zarówno w prefabrykacji, jak i przy betonowaniu na budowie.

Elementy architektoniczne, w których liczy się wygląd betonu

SCC może być szczególnie korzystny w przypadku betonu architektonicznego.

Jeżeli powierzchnia elementu pozostaje widoczna, bardzo ważne stają się:

• równomierne wypełnienie formy,
• ograniczenie pustek i raków,
• powtarzalność powierzchni,
• dokładne odwzorowanie kształtu formy.

SCC może w tym pomóc, ponieważ jego zdolność do przepływu ogranicza ryzyko niedostatecznego zagęszczenia. Wytyczne EFNARC wskazują na możliwość uzyskania lepszego wykończenia powierzchni dzięki właściwościom SCC.

Konstrukcje mostowe i obiekty inżynierskie

Beton samozagęszczalny może być stosowany także w budownictwie infrastrukturalnym.

Przykładowe zastosowania obejmują podpory mostów, przyczółki, słupy, ściany oporowe, elementy o dużym zagęszczeniu zbrojenia, konstrukcje o utrudnionym dostępie dla sprzętu zagęszczającego.

W tego typu obiektach szczególnie ważne jest dokładne wypełnienie przekroju konstrukcyjnego. W dokumentach technicznych dotyczących robót betonowych SCC jest klasyfikowany m.in. poprzez rozpływ stożka oraz parametry lepkości.

SCC a tradycyjny beton – najważniejsze różnice

Beton tradycyjny wymaga mechanicznego zagęszczania, najczęściej za pomocą wibratorów, natomiast beton SCC (samozagęszczalny) rozpływa się i dokładnie wypełnia formę pod wpływem własnego ciężaru, bez konieczności wibrowania.

SCC charakteryzuje się większą płynnością, dobrą zdolnością przepływu między gęsto rozmieszczonym zbrojeniem oraz możliwością uzyskania wysokiej jakości powierzchni. Z tego względu szczególnie dobrze sprawdza się w elementach o skomplikowanej geometrii i dużym zagęszczeniu zbrojenia, podczas gdy beton tradycyjny jest uniwersalnym i często bardziej ekonomicznym rozwiązaniem przy prostych konstrukcjach.

Czy SCC jest betonem „lepszym” od tradycyjnego?

Nie należy traktować SCC jako uniwersalnie lepszego rodzaju betonu. Jest przede wszystkim rozwiązaniem dopasowanym do określonych warunków wykonawczych.

Jeżeli konstrukcja jest prosta, zbrojenie nie jest gęste, a zagęszczanie tradycyjnym sprzętem przebiega bez problemów, zastosowanie SCC może nie przynieść wystarczających korzyści.

Natomiast w przypadku gęsto zbrojonych, skomplikowanych lub trudno dostępnych elementów, a także w prefabrykacji i konstrukcjach, w których szczególnie istotne są tempo robót oraz jakość powierzchni, beton samozagęszczalny może znacząco ułatwić wykonanie konstrukcji. Europejskie wytyczne dotyczące SCC wskazują właśnie na takie korzyści jak łatwiejsze układanie, szybsze betonowanie, ograniczenie wibracji, poprawa jakości powierzchni i możliwość wykonywania bardziej złożonych elementów.

Poznaj firmy z działu beton towarowy.

Fot. immerbau.pl