UDK-UDC 05:625; YU ISSN 0017-2774 LJUBLJANA, MAJ-JUNIJ, JULIJ-AVGUST, 1992 LETNIK XXXXI STR. 109-180 set ljubljana Franc ČAČOVIČ Lektor: Alenka RAIČ Tehnični urednik: Dane TUDJINA Uredniški odbor: Sergej BUBNOV, Vladimir ČADEŽ, Vojteh VLODYGA, Stane PAVLIN, Gorazd HUMAR, Ivan JECELJ, Branka ZATLER-ZUPANČIČ, Andrej KOMEL, Jože ŠČAVNIČAR, dr. Miran SAJE Revijo izdaja Zveza društev gradbe­ nih inženirjev in tehnikov Slovenije, Ljubljana, v Erjavčeva 15, telefon: 221-587. Žiro račun pri SDK Ljub­ ljana 50101-678-47602. Tiska Ti­ skarna Tone Tomšič v Ljubljani. Re­ vija izhaja mesečno. Naročnina za člane društev znaša 840 SLT. Za študente in upokojence velja polo­ vična cena. Naročnina za gospodar­ ske naročnike znaša 12.600 SLT, za inozemske naročnike 100 US $. Revija izhaja ob finančni pomoči Mi­ nistrstva za znanost in tehnologijo, Zavoda za raziskavo materiala in konstrukcij Ljubljana, Fakultete za arhitekturo, gradbeništvo in geode­ zijo Univerze v Ljubljani in Centra za graditeljstvo. V naročnini je vštet prometni davek. GLASILO ZVEZE DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJE ST. 5-6-7-8 • LETNIK 41 • 1992 • YU ISSN 0017-2774 V S E D I N I A - G G I t l T I l U T S Članki, študije, razprave Articles studies, proceedings Leon Gradnik: VIADUKT »REBER« ............................................ VIADUCT »REBER« Živko Kajdež: TEHNOLOGIJA GRADNJE VIADUKTA »REBER« CONSTRUCTION OF THE VIADUCT »REBER« 111 115 Antonija Rotar: GRADNJA KANALIZACIJSKEGA OMREŽJA ZA MESTO CONSTANTINE V ALŽI­ RIJI ........................................................................................................................... 122 CONSTRUCTION OF CONSTANTINE TOWN SEWAGE SYSTEM - ALGERIA Matjaž Šajn: RAČUNALNIŠKA SIMULACIJA VOŽNJE PO BODOČI TRASI CESTE V DOLINI TRENTE - POSTOPKI IN PROGRAMSKA OPREMA.......................................... 126 COMPUTER SIMULATION OF A CAR RIDE ON THE FUTURE ROAD IN THE VALLEY OF TRENTA - TECHNIQUES AND SOFTWARE Slobodan Bošnjak: VELIKOPANELNI SISTEM VPMS - SCT LJUBLJANA........................................ 134 LARGE-PANEL SYSTEM VPMS - SCT LJUBLJANA Anin Sever: VPMS - PRINCIPI SNOVANJA STANOVANJSKE ARHITEKTURE VILA-BLOK KOT PRIMER DOSLEDNE UPORABE SISTEMA................................................ 141 LARGE-PANEL PRECAST SYSTEM (VPMS) - CONCEPTUAL PRINCIPLES OF RESIDENTIAL ARCHITECTURE. VILA-BLOCK AS AN EXAMPLE OF A CONSI­ STENT PRACTICAL APPLICATION OF THE SYSTEM Alojz Sever: TEMPERATURNA STANJA IN DILATIRANJE STRJUJOČEGA SE IN OTRDE­ LEGA BETONA PRI GRADNJI LETALIŠČA IN LUKE V LIBIJI............................ 146 TEMPERATURE CONDITIONS AND DILATATION OF SOLIDIFIED CONCRETE IN AIRPORT CONSTRUCTION Franci Kavčič: HIDRATACIJA CEMENTA V ADIABATNEM KALORIMETRU.............................. 152 CEMENT HYDRATION IN ADIABATIC CALORIMETER Janez Božič: ORGANIZACIJSKO INFORMACIJSKI SISTEM GRADBENIH PROJEKTOV . . . . 155 AN ORGANIZATION AND INFORMATION SYSTEM FOR BUILDING PROJECTS Poročila Fakultete za arhitekturo, gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljani Proceedings of the Department of Civil Engineering University, Ljubljana Violeta Bokan, Franc Saje: LEZENJE BETONA PRI VISOKEM NIVOJU NAPETOSTI CREEP OF CONCRETE AT HIGH STRESS LEVEL 163 Informacije Zavoda za raziskavo materiala in konstrukcij Ljubljana Institute for testing and research in materials and structures Ljubljana Jakob Šušteršič: EROZIJSKO-ABRAZIJSKA ODPORNOST MIKROARMIRANIH BETONOV Z JE­ KLENIMI VLAKNI..................................................................................................... 169 EROSION-ABRASION RESISTANCE OF STEEL FIBRE REINFORCED CON­ CRETE REFERENCE, TRADICIJE IN ZAUPANJE INVESTITORJEV - NAJBOLJŠI KAPITAL Ob visokih obletn icah poslovan ja je običaj, da se naštevajo številn i uspehi v preteklosti kot pom niki prehojene poti. Žal d inam ika sedan jega trenutka ni naklonjena pogledom nazaj, pač pa vsa pozornost velja sedanjem u trenutku ter perspektivam v bodočnosti. Š teviln i objekti, ki jih je SC T uspešno zgradil v preteklosti, dovolj govorijo sam i zase, za nas pa so pom em bni kot referenca ter tem elj zaupan ja vseh bodočih naročnikov. V zahodnem svetu im ajo reference in trad ic ija ključno m esto pri zaupan ju investitorjev, s čim er se opredelju je tržn i položaj podjetja. Trenutno je vsa naša pozornost skoncentrirana na postavitev moderne organizacije s is tem a kapita lskih družb, ki naj SCT-ju zagotovi ohranitev vod ilnega po ložaja na S lovenskem in širšem trgu gradben ih storitev. O rganizacija m ora doseči dvig produktivnosti na evropsko raven ter zagotoviti fleks ib ilnost v prilagajan ju zahtevam trga. D ruga velika na loga v povezavi s povedanim je priprava na postopek lastn inskega preoblikovanja, ki naj bo sredstvo za dosego cilja — cilj pa je večja produktivnost te r m oderne jše poslovanje te r m otivacija vseh lastnikov za učinkovitost. Dograjevanje m oderne organ izacije te r lastn insko preoblikovanje pa morata spodbuditi konkurenčnost SCT-ja dom a in v tu jin i, ne g lede na zaostreno tržno situacijo. Vse bolj ugotavljam o, da vrednost na trgu ni le v tehnologiji, oprem ljenosti, kapita lu itd., pač pa je vrednost tudi tradicija, reference, izkušeni kadri in predvsem zaupanje. Prav slednje m ora postati osnovni m oto za nadaljn je poslovanje ter hkrati prednost pred številnim i novo nastalim i ali reorgan iz i­ ranim i gradbenim i firm am i, ki tradicije te r referenc n im ajo oz irom a si jih bodo morali v hudi konkurenčn i bitki šele pridobiti. Naj te kratke besede sk lenem z ugotovitvijo in željo, da bom o svoje znanje in izkušnje tudi v sedanjih razm erah lahko uspešno tržno plasira li te r s tem zagotovili kontinu ite to visokih referenc SCT-ja dom a in v tu jin i. Glavni direktor: dipl. inž. Ivan ZIDAR VIADUKT »REBER« UDK 624.21:625.745-1 LEON GRADNIK POVZETEK Opisana je zasnova in podan kratek opis projektiranja viadukta Reber na AC Karavanke-Bregana, katerega gradnja se je začela v marcu 1990. Investitor objekta je Republika Slovenija, Ministrstvo za promet in zveze. Projektna dokumentacija je bila izdelana na SCT Projekt nizke zgradbe, izvajalec del pa je SCT Visoke gradnje. Dela na objektu so v zaključni fazi. Kratek rok izgradnje, ki je bil zaradi finančnih težav sicer podaljšan, je omogočila uporaba sistema gradnje s pomičnim odrom. Zaradi ugodne zasnove in sodobne izvedbe ima objekt dolgo pričakovano življenjsko dobo z minimalnimi vzdrževalnimi posegi. VIADUCT “REBER” The basic principles and an a bridged description are given of the “REBER” viaduct of the Karawanks Highway the construction of which has been initiated in March, 1990. The investitor of the object was the Government of Slowenia- Ministry for Traffic and Communications. The project documentation has been provided by STC - Civil Engineering and the works are being performed by the Building Construction Group. The present works are being gradually terminated. Thanks to the use of a special movable platform the duration of works, which had even to be extended because of financial shortcoming, has been reduced. Due to the most favourable operating principles and its modern concept to object features a long life expectancy with minimum maintenance. SUMMARY 1.0. SPLOŠNO V Z D D L Ž N I P R E R E Z Viadukt Reber na AC Karavanke-Bregana, odsek Ma- lence-Šmarje, premoščna dolino med naseljema Reber in Mali vrh z dvema ločenima objektoma dolžine 585,00 m in 610,00 m. Slika 1a: Vzdolžni prerez Desno vozišče ima horizontalni radij 6000 m, levo vozišče pa 4500 m in 3000 m, ker se objekta v smeri proti vstopu avtoceste v predorske cevi Mali vrh razmakneta. Prečni sklon je konstanten in znaša 2,5%. A vto r: Leon Gradnik, dipl. ing. g r., S C T P ro jek t n izke zgradbe, d.o.o., K arde ljeva p lo šča d 20, L jub ljana Vozišče je na obeh objektih široko 11,70 m in obojestran­ sko zaključeno z monolitno armiranobetonsko ograjo tipa New Jersey višine 1,10 m. 3. 60 PREČNI PREREZ V POLJU PREČNI PREREZ NAD PODPORO Slika 1b: Prečna prereza Prekladna konstrukcija je zgrajena v taktih dolžine do 45 m s pomočjo pomičnega odra. 2.0. GEOLOGIJA Iz geomehanskega poročila, ki ga je izdelal Geološki zavod iz Ljubljane na podlagi sondažnih in penetracijskih vrtin, je razvidno, da se pod glinenimi sloji nahaja nosilna plast dolomita. V osrednjem delu doline je dolomitni sloj prekrit z do 5,0 m debelo plastjo gline. Podtalnica je tik pod površjem. Na pobočjih doline pa se glinasti sloj stanjša. Zaradi solidne dolomitne osnove je bila možna izbira med plitvim in globokim temeljenjem na Benotto pilotih. Po geomehanskem poročilu je dopustna nosilnost 0,42 MPa za plitvo temeljenje in 2,83 MPa za temeljenje na kolih. 3.0. PODPORNA KONSTRUKCIJA Krajni oporniki so masivni armiranobetonski zidovi, ki imajo v I. fazi izvedbe posebne armiranobetonske na­ stavke za montažo pomičnega odra. Ti nastavki se ka­ sneje po premiku odra odstranijo. Vmesne podpore so votli stebri škatlastega prereza z vertikalnima vzdolžnima stenama. Prečne stene so izve­ dene v naklonu 50:1. Dimenzija glave stebra je pogojena z velikostjo drsnih ležišč, s prostorom za namestitev hidravličnih preš ob morebitnem vzdrževanju ali zamenjavi ležišč in z dimenzijami prednjega opornega dela pomič­ nega odra. Temeljenje je plitvo ali na Benotto pilotih 0 150, odvisno od debeline nenosilnih tal. 4.0. LEŽIŠČA Za prenos obtežbe iz prekladne konstrukcije na podpore so uporabljena PTFE drsna ležišča. Na vsakem stebru sta po dve ležišči, eno je pomično v vseh smereh, drugo pa je nepomično v prečni smeri. Srednje tri podpore imajo zaradi prevzema horizontalnih obtežb v vzdolžni smeri nepomična ležišča v vseh smereh. Na začetku gradnje je začasno fiksno ležišče tudi na krajnem oporniku, ki pa se potem, ko je prekladna konstrukcija zgrajena do prve vmesne fiksne podpore, deblokira. 5.0. PREKLADNA KONSTRUKCIJA Na zasnovo objekta je vplivala zahteva investitorja, da je prekladna konstrukcija ena zavorna enota in odločitev podjetja SCT, da za izvedbo uporabi sistem pomičnega odra, ki gaje razvilo podjetje Bilfinger + Berger iz Mannhei- ma. Tak način gradnje omogoča hitro in zelo kakovostno izvedbo prekladne konstrukcije škatlastega prereza razpo­ nov do 45,00m (op.: navedena konstrukcija pomičnega odra tehta ca. 6001, uporaba večjih in težjih odrov za večje razpone bi bila za Slovenijo »predimenzionirana«. Tehnologija in način gradnje bosta opisana v posebnem prispevku). Prekladna konstrukcija ima škatlasti prerez s stojinama debeline 0,50 m, ki sta nad podporami ojačeni v dolžini 19,00 m. V osi podpore je prečnik z odprtino za prehod. Voziščna plošča je spremenljive debeline od 0,25 m na koncu konzol do 0,50 m nad stojino in 0,30 m na sredini vozišča. Izvajanje prekladne konstrukcije poteka v delovnih taktih dolžine do 45,00 m s konzolnim previsom 9,50 m čez steber. Armiranobetonska konstrukcija je v fazi gradnje delno in v fazi uporabe omejeno prednapeta. Maksimalni nategi, ki nastanejo v betonu med gradnjo ob premiku odra in znašajo do 5,0 MPa, so pokriti z rebrasto armaturo. Obremenitve med gradnjo in v fazi uporabe so prikazane na sliki 2. Za prednapenjanje smo uporabili 2000 kN BBRV kable z žicami 42 0 7, ki se pbičajno napenjajo pri MEJNE NAPETDSTI PRI GRADBENIH FAZAH MEJNE NAPETDSTI PRI PREMIKU DDRA I 1. GRADBENA FAZA | ® ® 2. GRADBENA FAZA 1. GRADBENA FAZA ; L a s tn a t e ž a + napenja ln a sila v kablih 1-6 + a k c ija o d ra s svež in b e to n o n 2. t a k t a 2. GRADBENA FAZA i L a s tn a t e ž a + napen jalna sila v kablih 1 -8 + a k c ija o d ra s svež in b e to n o n 3. t a k t a I 1. FAZA ® ® 1. FAZA L a s tn a te ž a + napen jalna sila v kablih 1-6 + p ren ik o d ra iz 1. v 2. p o lje 2. FAZA L a s tn a t e ž a + napen jalna sila v kablih 1-8 + p re n ik o d ra iz 2. v 3. p o lje 3. GRADBENA FAZA « L a s tn a t e ž a + napen jalna sila v kablih 1-10 + a k c ija o d ra s svež in b e to n o n 4. t a k t a I 2. FAZA 3. FAZA L a s tn a t e ž a + napen ja lna sila v kablih 1-10 + p re n ik o d ra iz 3. v 4. p o lje ® ® ____________ ® f [ ^ i = = i = i r ^ i = a A i2 i 0 5 IOMpa e t la k ® na teg 0 5 IOMpa e t la k © nateg 3. FAZA ? cP 1I----------------- I_ _ . _ j-------- 34.00 --------- j------------- 45.00 ------------- ------------- 45.00 ------------ - MDMENTI PRI GRADBENIH FAZAH 1. GRADBENA FAZA ..TUttiti - -50MNn - - 0 2. GRADBENA FAZA rrrfTTTTOT ^ TTTTfITTVrrmrrnnT K 1. GRADBENA FAZA i L a st na t e ž a + napenjalna sila V kablih 1-6 + akcija o d r a co a+b • (t—to) t=>°o b b Shankov (2) pa ne: lim { a • (t - t0)b } = <=° (5) t=>00 Ker smo začeli z obdelavo rezultatov eksperimentalnih preiskav sorazmerno kmalu, po 45 dneh za starost betona ob obremenitvi 19 dni in po 30 dneh za starost betona ob obremenitvi 31 dni, dobljeni rezultati časovnega narašča­ nja deformacij še ne kažejo težnje po umirjanju. Zaradi tega je v večini primerov merodajen izraz (2). Časovni poteki celotnih vzdolžnih deformacij betona (etot = eco + £cc + £cs). ki je bil ob obremenitvi star 19 dni, so za različne nivoje napetosti prikazani na sliki (5). Iz slike je razvidno, da je naraščanje deformacij zaradi lezenja betona tem bolj intenzivno, čim višji je nivo napetosti. To je predvsem posledica večje količine in intenzivnejšega širjenja razpok v stičnem območju med agregatom in cementnim kamnom in v cementnem kamnu pri višjih nivojih napetosti. Kadar smo vzorec izpostavili trajni napetosti, ki je znašala 85% njegove tlačne trdnosti (ti = 0,85), smo pričakovali porušitev vzorca po določenem času. Znane preiskave obnašanja betona pri visokih Slika 5: Odvisnost celotne vzdolžne deformacije od časa za različne nivoje napetosti in starost betona ob obremenitvi 19 dni nivojih napetosti namreč dokazujejo, da je kritična nape­ tost betona med 75% in 80% tlačne trdnosti betona. Zaradi tehničnih težav med izvajanjem preiskave pa smo morali preiskavo končati, preden se je vzorec porušil. Časovni poteki deformacij 31 dni starega betona pri različnih nivojih napetosti so razvidni iz slike (6). Pri izkoriščenosti tlačne trdnosti betona (r) = 0,98) je prišlo do porušitve vzorca po 20 sekundah, tako da smo dobili eno točko na liniji časovno odvisne porušitve betona. Slika 6: Odvisnost celotne vzdolžne deformacije od časa za različne nivoje napetosti in starost betona ob obremenitvi 31 dni V naslednjem koraku smo določili faktor povečanja koefi­ cienta linearnega lezenja betona %(r|, t, t0), ki ga defini­ ramo kot razmerje med koeficientom lezenja pri visokem nivoju napetosti cp (tj, t, t0) in koeficientom linearnega lezenja betona cp (r) < 0,35, t, t0). Faktorje povečanja koeficienta linearnega lezenja betona smo določili le za napetosti, ki so nižje od dolgotrajne tlačne trdnosti betona. Kot smo že omenili, so vzporedno s preiskavami nelinear­ nega lezenja betona potekale tudi preiskave krčenja betona, tako da smo koeficient lezenja betona določili na splošno uveljavljen način: Cp (Tl, t, to) = (£tol p£c0 £cs) . (6 ) £ C 0 To pomeni, da pri določitvi koeficienta lezenja betona nismo upoštevali časovnega naraščanja trdnosti betona. Tudi v tem primeru smo eksperimentalno dobljene vredno­ sti aproksimirali z interpoliranimi krivuljami po metodi najmanjših kvadratov. Tako dobljene krivulje, ki prikazujejo odvisnost koeficienta lezenja betona od časa, nivoja napetosti in starosti betona ob obremenitvi, so prikazane na sliki (7). Ti diagrami potrjujejo domnevo, da se pri določenem nivoju napetosti koeficient nelinearnega leze­ nja betona z manjšanjem starosti betona ob obremenitvi povečuje. Obstaja torej določena podobnost z obnaša­ njem betona pri linearnem lezenju betona. a ) b ) Slika 7: Odvisnost koeficienta lezenja od časa in nivoja napetosti: a) starost betona ob obremenitvi 19 dni b) starost betona ob obremenitvi 31 dni Slika 8: Odvisnost faktorja povečanja koeficienta linearnega lezenja betona od trajanja obremenitve in nivoja napetosti: a) starost betona ob obremenitvi 19 dni b) starost betona ob obremenitvi 31 dni Za določitev faktorja povečanja koeficienta linearnega lezenja betona x (rj, t, to) smo časovno odvisnost koefi­ cienta linearnega lezenja betona privzeli po jugoslovan­ skem pravilniku za beton in armirani beton pri temperaturi T = 20° C in relativni vlagi okolja RV = 70 %: * Ol. t, t0)

10.0 2581 A6 0.42 400 0.00 17.0 0.8 2475 A7 0.42 400 0.50 16.0 1.6 2509 A8 0.65 250 0.00 10.Ö 2.4 2469 A9 0.65 260 0.50 10.0 2.7 2480 KONSTANTE: - SUPERPLASTIFIKATOR = 3% OD KOLIČINE CEMENTA - Dmaks = 16 mm - JEKLENA VLAKNA: - vrsta - dolžina I = 32 mm _______________________________- koeficient oblike l/d = 64_________ Preglednica 1 : Uporabljene sestave za pripravo mikroarmira- nih betonov z jeklenimi vlakni in rezultati preiskav svežega betona Uporabljali smo jeklena vlakna TRIAS s sidri; dolžina vlaken I = 32 mm in njihov premer d = 0,50 mm. Tako znaša koeficient oblike l/d = 64. Za pripravo vseh betonov smo uporabljali portlandski cement PC 15z 45S Anhovo, okroglozrnati rečni agregat (pretežno apnenec) iz separacije Hotič, od katerega smo uporabili naslednje frakcije: 0/4, 4/8 in 8/16mm in super- plastifikator. Količino cementa smo spreminjali tako, da je bila obdelovalnost betonov približno enaka (preglednica 1). Obdelovalnost mikroarmiranega betona z vrednostjo v/c = 0,30 in z 2,0 vol. % (prostorninski delež od celotne prostornine betona) vlaken (oznaka sestave A5) se je močno zmanjšala zaradi največje uporabljene količine vlaken. Betone smo pripravljali v 50-litrskem laboratorijskem pro­ titočnem mešalniku z navpično osjo mešala. Betone smo kompaktirali v kalupih na vibracijski mizici. Preizkušance smo negovali pri 95% relativni vlažnosti in temperaturi 20° C. Pred preiskavo po metodi CRD-C 63-80 smo preizkušance dali v vodo, da so se nasičili z vodo. Preizkušance (A1-A9), ki smo jih dolgotrajno obremenje­ vali po metodi CRD-C 63-80, smo razdelili v dve seriji: 1. serija: preizkušance, ki smo jih označili z A1a do A9a in imajo nepoškodovano površino do začetka preiskave, smo izpostavili erozijsko-abrazijski obremenitvi do 72 ur pri starosti 390 dni (1 leto in približno 2 meseca); nato smo jih ponovno izpostavili enaki obremenitvi, ki je vsaka dva meseca (do končnega števila ciklov - 4) trajala 72 ur (1 cikel); 2. serija: preizkušance, ki smo jih označili z A1b do A9b, smo najprej preiskovali pri starosti 28 dni; naslednjič smo iste preizkušance preiskovali šele pri starosti 600 dni (1 leto in približno 8 mesecev); nato smo jih preiskovali vsakih 12 dni (do končnega števila ciklov - 4). REZULTATI PREISKAV BETONOV, STARIH 28 DNI Povprečne rezultate, ki smo jih dobili s preiskavami preizkušancev, starih 28 dni, podajamo v preglednici 2. OZNAKA SESTAVE TLA Č NA TR D N O S T (fc ’)28 (M Pa) IZGUBA M ASE PO B Ö H M EJEVI M ETODI (cm 3/50cm 2) IZGUBA M ASE PO M ETODI C R D -C 63-80 PO 72 urah (mas.%) PO VRŠINA O B OPAŽU ŽAGANA POVRŠINA A1 71.6 15.6 14.0 3.4 A2 71.1 11.3 10.8 2.9 A3 70 .6 11.5 10.8 3.1 A4 72.0 11.7 9.6 2.4 A5 71 .9 7.5 7.2 1.7 A6 57 .5 19.7 18.2 3.8 A7 58 .8 14.7 13.8 3.0 A8 35.1 19.0 16.5 9.4 A9 42.2 14.2 12.1 7.2 Preglednica 2: Povrečni rezultati preiskav preizkuševancev, starih 28 dni Tlačna trdnost Rezultati preiskav tlačnih trdnosti betonov z vrednostjo v/c = 0,30 so precej enaki, čeprav so količine vlaken različne (preglednice 2). Tlačna trdnost se zmanjšuje, posebno betonov brez vlaken, s povečevanjem vrednosti v/c. Abrazijska odpornost mikroarmiranih betonov z jekle­ nimi vlakni glede na Böhmejevo metodo Bčhmejeva metoda je podana v nemškem standardu DIN 52108 in v JUS B.B8.015. Celotno površino preizkušanca (50 cm* 12) brusimo z vodoravno rotirajočim jeklenim brusnim kolesom, na katerega pritiskamo preizkušance. Med pre­ iskavo kontroliramo hitrost vrtenja in pritisk na stični površini, tako da ne pride do velikih napetosti in udara. Uporabljamo abrazivni pesek. Slika 2: Vpliv prostorninskega deleža vlaken pri vrednosti v/c = 0,30 na izgubo mase betona, merjene po Böhmejevi metodi Da imajo vlakna velik vpliv, lahko sklepamo tudi iz vizualne ocene obrabljene površine po preiskavi (slika 7). Slika 7: Erodirana površina mikroarmiranega betona z oznako A4 (z 1 vol. % vlaken) po 72-urni preiskavi Jeklene brusne kroglice, ki jih nosi krožeča voda, niso izpulile vlaken iz betona, ker je bila dosežena dobra sprijemljivost med vlakni in cementnim kamnom. Vlakna so se sploščila zaradi udarjanja kroglic. Korelacija med abrazijsko odpornostjo in tlačno trdnostjo Rezultatom abrazijske odpornosti, ki smo jih dobili po Bčhmejevi metodi na žaganih površinah, smo ugotavljali korelacijsko odvisnost od tlačne trdnosti. S slike 8 je razvidno, da ne obstaja korelacija med tema dvema parametroma. mase), merjeno po metodi CRD-C 63-80, in tlačno trdnost­ jo. S slike 9 je razvidna dobra korelacija med izgubo mase betonov z različnimi vrednostmi v/c (brez vlaken in z 0,5 vol. % vlaken) ter tlačno trdnostjo. p BETON BREZ VLAKEN BETON Z VLAKNI Slika 9: Korelacija med erozijsko-abrazijsko odpornostjo (ali izgubo mase), merjeno po metodi CRD-C 63-80, in tlačno trdnostjo betona brez vlaken in z 0,5 vol. % vlaken ter različnimi vrednostmi v/c Korelacija pa ni tako dobra, ko upoštevamo rezulate erozijsko-abrazijske odpornosti betonov z isto vrednostjo v/c in različnimi količinami vlaken. Na splošno lahko rečemo, da se erozijsko-abrazijska odpornost izboljšuje oziroma izguba mase se zmanjšuje s povečanjem tlačne trdnosti betona brez vlaken in z njimi. To odpornost pa še izboljšujemo s povečevanjem količine vlaken pri isti vrednosti v/c, pri čemer so tlačne trdnosti približno enake. Slika 8: Korelacija med abrazijsko odpornostjo (ali izgubo mase), merjeno po Bčhmejevi metodi, in tlačno trdnostjo betona brez vlaken in z 0,5 vol % vlaken ter različnimi vrednostmi v/c Abrazijske odpornosti ne izboljšujemo s povečanjem tlačne trdnosti, ampak s povečevanjem količine jeklenih vlaken in s količino ter kakovostjo agregata v betonu. Korelacija med erozijsko-abrazijsko odpornostjo in tlačno trdnostjo Nasprotno prejšnji ugotovitvi pa lahko rečemo, da obstaja korelacija med erozijsko-abrazijsko odpornostjo (ali izgubo Korelacija med erozijsko-abrazijsko odpornostjo in abrazijsko odpornostjo Ko povečujemo abrazijsko odpornost, merjeno po Bčhme­ jevi metodi, s tem še ne povečujemo tudi erozijsko-abra­ zijske odpornosti (po metodi CRD-C 63-80) betonov z različnimi vrednostmi v/c in brez vlaken ter z enako količino le-teh. Erozijsko-abrazijska odpornost pa se pove­ čuje z izboljševanjem abrazijske odpornosti betonov pri isti vrednosti v/c in z različnimi količinami jeklenih vlaken (slika 10). Slika 10: Korelacija med erozijsko-abrazijsko odpornostjo - merjeno po metodi CRD-C 63-80 in abrazijsko odpornostjo, merjeno po Bčhmejevi metodi - betonov z vrednostjo v/ c = 0,30 in različnimi količinami vlaken REZULTATI PREISKAV VEČ KOT ENO LETO STARIH MIKROARMIRANIH BETONOV Z JEKLENIMI VLAKNI, OBREMENJENIH Z DOLGOTRAJNIMI EROZIJSKO- ABRAZIJSKIMI OBREMENITVAMI Rezultati (erozijsko-abrazijska izguba), dobljeni po pod­ vodni metodi CRD-C 63-80 mikroarmiranih betonov z jeklenimi vlakni iz 1. in 2. serije na začetku in koncu vsakega 72-urnega cikla, so podani v preglednicah 3 in 4. ČAS PREIZ. (ure) STAROST BETONA (dni) IZGUBA MASE (mas .%) BETONSKEGA PREIZKUŠANCA OZNAKE A1a A2a A3a A4a A5a A6a A7a A8a A9a 0.00 390 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 72 2.1 2.1 1.3 1.6 0.9 2.7 2.6 5.2 4.3 84 450 2.5 2.4 1.6 2.1 1.1 3.2 2.8 6.3 5.2 144 4.5 4.3 3.6 3.7 2.4 5.6 5.2 11.8 9.8 156 510 4.9 4.8 4.1 4.2 2.7 5.8 5.8 12.2 11.1 216 7.1 6.8 6.2 6.1 3.8 8.2 8.4 17.4 17.1 228 570 7.5 7.1 6.7 6.4 4.0 8.6 8.8 18.7 17.6 288 10.1 8.7 8.8 8.3 5.3 10.9 10.8 23.0 20.5 Preglednica 3: Rezultati podvodne preiskave betonskih preiz- kušancev iz 1. serije abrazijske izgube betonskega preizkušanca A5, kakor tudi iz preglednic 5 in 6. ČAS PREIZ. (ure) STAROST BETONA (dni) IZGUBA MASE (mas .%) BETONSKEGA PREIZKUŠANCA OZNAKE A1b A2b A3b A4b A5b A6b A7b A8b A9b 0 28 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 72 3.4 2.9 3.1 2.4 1.5 3.8 3.0 9.4 7.2 84 600 3.5 1.7 4.3 3.2 144 5.5 2.8 5.6 5.0 156 612 6.0 3.0 6.2 5.4 216 8.5 4.3 8.6 7.2 228 624 8.9 4.5 9.0 7.6 288 11.2 5.6 11.2 8.6 Preglednica 4: Rezultati podvodne preiskave betonskih preiz- kušancev iz 2. serije Izračunane vrednosti koeficienta Ltc (enačba (3)) istih preizkušancev pa so podane v preglednicah 5 in 6. DO ČASA Ltc (mas .%/uro) x 10"2 BETONSKEGA PREIZKUŠANCA OZNAKE (ure) A1a A2a A3a A4a A5a A6a A7a A8a A9a 72 2.9 3.0 1.8 2.3 1.3 3.6 3.6 7.0 6.1 288 3.5 3.1 3.2 2.9 1.9 3.8 3.9 8.4 7.8 Preglednica 5: Koeficient Ltc betonskih preizkušancev iz 1. serije DO ČASA Ltc (mas .%/uro) x 10"2 BETONSKEGA PREIZKUŠANCA OZNAKE (ure) A1b A2b A3b A4b A5b A6b A7b A8b A9b 72 4.7 4.2 4.2 3.5 2.1 5.3 4.3 13.0 10.0 288 3.8 2.0 3.7 3.0 Preglednica 6: Koeficient Ltc betonskih preizkušancev iz 2. serije Vpliv starosti betona Izguba mase betonov z vlakni in brez njih iz 2. serije, ki smo jih po 28 dneh izpostavili erozijsko-abrazijski obreme­ nitvi do 72 ur, je večja kot izguba mase enakih betonskih preizkušancev iz 1. serije po 390 dneh, obremenjenih do 72 ur (slika 11). Po teh preiskavah so relativne izgube mase betonov iz 2. serije manjše kot relativne izgube mase betonov iz 1. serije (slika 12). Obnašanje betona z vlakni in brez njih iz 1. in 2. serije glede na njegovo starost lahko natančneje vidimo tako s slike 13, kjer smo za primer podali diagrama erozijsko- Slika 11: Erozijsko-abrazijska izguba mase betonov iz 1. serije: A2a, A5a, A6a in A7a in iz 2. serije A2b, A5b, A6b in A7b, obremenjenih do 72 ur Slika 12: Relativna erozijsko-abrazijska izguba mase betonov iz 1. in 2. serije v primerjavi z rezultati s slike 11 Slika 13: Premica izguba/čas betona A5 (A5a iz 1. serije in A5b iz 2. serije) Erozijsko-abrazijska izguba betona z nepoškodovano po­ vršino po 28 dneh je večja od izgube istega betona z nepoškodovano površino po 360 dneh. Tak razultat smo tudi pričakovali in velja tako za mikroarmirane betone kakor tudi za betone brez vlaken, toda na različnih ravneh odpornosti. Če izpostavimo beton - ki smo ga že izposta­ vili erozijsko-abrazijskim obremenitvam po 28 dneh - ponovno tem obremenitvam pri njegovi starosti prek enega leta (600 dni), se bo njegova odpornost povečala in bo približno enaka odpornosti betona, ki smo ga prvič izpostavili obremenitvam po 1 letu (390 dni). Koeficient Ltc betona iz 1. serije, obremenjenega do 72 ur, je manjši kod koeficient Ltc betona iz iste serije, obremenjenega do 288 ur. To pomeni, da je nepoškodo­ vana površina bolj odporna proti erozijsko-abrazijski obre­ menitvi kot deformirana oziroma že erodirana površina. Po drugi strani pa je koeficient Ltc betona iz 2. serije, obremenjenega do 72 ur, večji od koeficienta Ltc betona, obremenjenega do 288 ur. To pomeni, daje erozijsko-abra­ zijska odpornost manj strjenega betona manjša od istega bolj strjenega in že površinsko erodiranega betona. Vpliv količine vlaken Izboljšanje erozijsko-abrazijske odpornosti mikroarmiranih betonov s povečevanjem količine jeklenih vlaken smo že ugotovili pri obravnavi rezultatov betonov, ki smo jih preiskovali pri starosti 28 dni, in smo jih podali v prvem delu obravnave rezultatov tega članka. Enak vpliv vlaken ugotavljamo iz preiskav istih betonov po enem letu pri ponavljajočih se 72-urnih ciklih obremenitve. Odpornost mikroarmiranih betonov z jeklenimi vlakni izboljšujejo s povečevanjem količine vlaken. To lahko vidimo iz rezulta­ tov preiskav betonskih preizkušancev z oznakami A1 a do A5a oziroma A1b do A5b, ki jih podajamo v preglednicah 3 do 6. Zmanjševanje erozijsko-abrazijske izgube glede na koli­ čino vlaken je prikazano z diagrami na sliki 14. Slika 14: Erozijsko-abrazijska izguba glede na količino vlaken pri vrednosti v/c = 0,30 Erozijsko-abrazijska odpornost mikroarmiranih betonov z jeklenimi vlakni glede na količino vlaken je še bolj nazorna na sliki 15. Odpornost izboljšujemo z dodajanjem jeklenih vlaken z majhno trdoto; odpornost pa še povečujemo s poveča­ njem števila vlaken na erodirani površini. Vlakna, ki se Slika 15: Koeficient Ltc glede na količino vlaken pri vrednosti v/c = 0,30 sploščijo zaradi udarjanja kroglic, ustvarjajo na površini betona jeklen plašč (slika 7). Večjo gostoto plašča dose­ žemo s povečanjem števila vlaken in z njihovo povečano sploščenostjo. Pri uporabljenih vlaknih smo izmerili naj­ večjo širino sploščenosti 2,5 mm. To pomeni, da so se vlakna s premerom 0,5 mm razširila za petkrat. Med posameznimi cikli smo mikroarmirane betonske preiz- kušance negovali v klimatsko urejeni komori s 95% relativno vlažnostjo. Zato so vlakna na erodirani površini začela rjaveti. Toda vlakna so bila zaradi udarjanja jeklenih kroglic že toliko poškodovana, da rjavenje ni imelo vidnega vpliva na odpornost vlaken proti ponovnemu udarjanju kroglic oziroma na erozijsko-abrazijsko odpornost mikro­ armiranih betonov z jeklenimi vlakni. Vpliv vrednosti v/c Z zmanjševanjem vrednosti v/c izboljšujemo kakovost strjene cementne paste (cementnega kamna) in sprijem- Ijivost med zrni agregata, vlakni ter cementnim kamnom. Z zmanjšanjem vrednosti v/c izboljšujemo tudi erozijsko- abrazijsko odpornost betonov brez vlaken in mikroarmira­ nih betonov. To smo že dokazali s preiskavami betonov, starih 28 dni. Enako ugotovimo tudi pri betonih, starih več kot eno leto. S slike 16 je razvidno zmanjševanje erozijsko-abrazijske odpornosti (oziroma povečevanja koeficienta Ltc) beton­ skih preizkušancev brez vlaken in z njimi iz 1. serije s povečevanjem vrednosti v/c. Slika 16: Koeficient Ltc, betonskih preizkušancev iz 1. serije brez vlaken (A1a, A6a in A8a) in z vlakni (A3a, A7a in A9a) glede na vrednost v/c SKLEP Iz ugotovljenih rezultatov preiskav lahko sklepamo, da so jeklena vlakna primerna za uporabo, kjer so potrebni erozijsko-abrazijsko odporni betoni. Abrazijske odpornosti, merjene po Böhmejevi metodi, ne izboljšujemo s povečevanjem tlačne trdnosti. Izboljšujemo jo z dodajanjem in s povečevanjem količine jeklenih vlaken ter količine kakovostnih grobih zrn agregata v betonu. Erozijsko-abrazijsko odpornost, merjeno po metodi CRD- C 63-80, izboljšujemo s povečevanjem tlačne trdnosti betona brez jeklenih vlaken in z njimi. Najbolj smo to odpornost izboljševati s povečanjem količin oziroma pro- storninskih deležev jeklenih vlaken pri isti vrednosti v/c (0,30). Pri teh betonih so bile vrednosti tlačne trdnosti približno enake. Če izboljšamo abrazijsko odpornost, merjeno po Böhmejevi metodi, s tem še ne izboljšujemo tudi erozijsko-abrazijske odpornosti, merjene po metodi CRD-C 63-80. To velja za betone z različnimi vrednostmi v/c, brez jeklenih vlaken in z enako količino le-teh. Pri betonih z isto vrednostjo v/c in različnimi količinami vlaken pa z izboljšanjem erozijsko-abrazijske odpornosti dose­ žemo tudi boljšo abrazijsko odpornost teh betonov. Obnašanje betonov, ki so izpostavljeni dolgotrajnim erozij- sko-abrazijskim obremenitvam, natančneje opisujemo s koeficientom Ltc. Dolgotrajna erozijsko-abrazijska odpornost betonov z vlakni in brez njih, ki smo jih prvič izpostavili erozijsko- abrazijskim obremenitvam po več kot enem letu, je pri­ bližno enaka kot pri betonih, ki smo jih prvič izpostavili delovanju erozijsko-abrazijskim obremenitvam pri starosti 28 dni in jih potem ponovno izpostavili dolgotrajnim obremenitvam po več kot enem letu. Nepoškodovana površina več kot eno leto starega betona je bolj odporna proti erozijsko-abrazijski obremenitvi kot poškodovana oziroma že erodirana površina. Toda erozij­ sko-abrazijska odpornost nepoškodovane površine manj strjenega betona je manjša od odpornosti že erodirane površine bolj strjenega betona. Dolgotrajno erozijsko-abrazijsko odpornost mikroarmira- nih betonov z jeklenimi vlakmi izboljšujemo s povečeva­ njem količine vlaken in z zmanjševanjem vrednosti v/c. LITERATURA 1. Šušteršič J. s sodelavci, Betoni z zvišano abrazijsko-erozijsko odpornostjo za hidrotehnične gradnje in voziščne konstrukcije, 1. del: Abrazijsko-erozijski in kavitacijski učinki na hidrotehničnih betonih, RSS PORS 06 - Graditeljstvo, Ljubljana 1989, 40 str. 2. Šušteršič J., Mali E. and Urbančič S., Erosion-Abrasion Resistance of Steel Fibre Reinforced Concrete, ACI SP 126 (V. M. Malhotra), 1991, V. 2, str. 729-743. 3. Šušteršič J., Rebič M. and Urbančič S., Testing of SFRC by the Schmidt Rebound Hammer, MRS Symp. Proč. V. 211 (S. Mindess and J. Skalny), 1991, str. 33-38. 4. Šušteršič J., Resistance of Over 1 -Year-Old ŠFRC Exposed to Long-Term Erosion-Abrasion Loading, referat je pripravljen za objavo v Proceedings of Fourth RILEM International Symposium on Fibre Reinforced Cement and Concrete, ki bo v Sheffieldu od 20. do 23. julija 1992. 5. Liu T. C., Maintenance and Preservation of Concrete Structures: Report 3, Abrasion-Erosion Resistance of Concrete, Technical Report No. C-78-4, U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, Julij 1980, 129 str. 6. Liu T. C., Abrasion Resistance of Concrete, ACI Journal, Sept.-Okt. 1981, str. 341-350. 7 Liu, T. C. and McDonald, J. E., Abrasion-Erosion Resistance of Fiber-Reinforced Concrete, Cem. Con. and Aggr., 2 (3), 1981, str. 93-100. 8. Alexander, M. G., Towards standard tests for abrasion resistance of concrete; Report on limited number of tests studied, with a critical evaluation (Prepared for submission to RILEM CPC-14 Concrete Permanent Committee, June 1984), Materiaux et Constructions, Vol. 18 - No 106, str. 297-307. 9. Mindess S., Young J. F., Concrete, Prentice, Hall Inc., London, 1981. 10. ACI Manual of Concrete Practice, Part. 3, Recommended practice for concrete floor and slab construction (ACI 302-69) American Concrete Institute, 1980. 11. CEB Information Bulletin No. 148: Durability of concrete structures, State - of - the - Art Report, 1982. 12. Fiber Reinforced Concrete - Le Beton Armee de Fibres, CIGB ICOLD, Bulletin 40, 1982. 13. Hester, W. T, Khayat, K. H. and Gerwick, Jr., B. C., Properties of Concretes for Thin Underwater Placements and Repairs, ACI SP 114 (V. M. Malhotra), 1989, V. 1, pp. 713-731. 14. Berra M., Ferrara G., and Tavano S., Behaviour of High Erosion-Resistant Silica Fume-Mortars for Repair of Hydraulic Structures, Proceedings of Third International Conference on The Use of Fly Ash, Silica Fume, Slag and Natural Pozzolans in Concrete, Trondheim, Norway, ACI, 1989, Vol. 2, str. 827-847. set liubljana