Selbstverfestigender Beton - Überblick über SCC

SCC - Fundament
Zeit: 00:21
Dieses Video zeigt, wie SCC für einen Stand platziert wird. Beachten Sie, wie leicht es auch um Ecken fließt, ohne sich zu trennen. Vielen Dank an die BASF für das Videomaterial.

Selbstverfestigender Beton (SCC) gilt als einer der größten Fortschritte in der Betonindustrie. Mit neuen Beimischungen und einigen Mischungsmodifikationen können wir jetzt Beton herstellen, der leicht fließt, ohne sich zu trennen (wobei sich das grobe Aggregat von der Zementpaste trennt). Entmischender Beton verliert an Festigkeit und führt zu Wabenflächen neben der Schalung. Es ist die Selbstkonsolidierung von SCC, die es im Bauwesen so wertvoll macht. SCC kann in sehr komplizierte Formen oder Formen fließen, die viele Verstärkungsstäbe aufweisen (Überlastung der Bewehrungsstäbe) und dennoch keine Hohlräume hinterlassen. Normaler Beton müsste bei diesen Anwendungen stark vibriert werden, um alle eingeschlossenen Luftblasen neben den Formen und Verstärkungen herauszuarbeiten und den Beton zum Einfahren zu bringen.

WAS IST SELBSTKONSOLIDIERENDER BETON?

Beginnen wir mit der einfachen Definition und gehen dann noch einen Schritt weiter. SCC ist ein außergewöhnlich fließfähiger Beton, der niemals zum Füllen von Formularen oder zum Fließen konsolidiert werden muss. Flach platziert, wie bei einer Platte, ist es praktisch selbstnivellierend. Es sieht ein bisschen aus wie ein klumpiger Pfannkuchenteig. Die Konsistenz wird anhand des sogenannten Absackflusses gemessen, bei dem die Breite der Pfütze gemessen wird, die beim Füllen und Anheben eines Absackkegels verbleibt. Der Einbruchstrom für SCC variiert zwischen 19 und 30 Zoll. Selbstverfestigender Beton ist jedoch NICHT einfach fließender Beton. Wenn das alles wäre, könnten wir einfach viel Wasser gebrauchen.

VIDEO: SCC - KEINE VIBRATON
Zeit: 01.06
Selbstverfestigender Beton fließt leicht zwischen Hindernissen, um ein Formular ohne Vibrationen auszufüllen. Vielen Dank an Euclid Chemical für dieses Videosegment.

Die derzeit akzeptierte Definition dessen, was einen guten SCC ausmacht, besteht aus drei Teilen:

• Hohe Fließfähigkeit - Es fließt leicht in die feinsten Details von Schalungen oder Formen und um die Verstärkung unter seinem eigenen Gewicht. Dies wird auch als Bearbeitbarkeit oder Füllfähigkeit bezeichnet (was bedeutet, dass ein Formular leicht ausgefüllt werden kann).
• Überholfähigkeit - Die Fähigkeit, durch enge Räume wie verstopfte Stahlbewehrungsstäbe oder enge Stellen in der Schalung zu fließen.
• Stabilität - Dies ist der große Unterschied zwischen SCC und einfach nassem, schlampigem Beton. Stabilität bedeutet, dass sich der Beton selbst bei sehr hohen Einbrüchen (oder Einbrüchenströmen) nicht abscheidet, homogen bleibt und das Aggregat nicht von der Zementpaste getrennt wird. Es gibt tatsächlich zwei Arten von Stabilität: Dynamische Stabilität (dh es bleibt stabil, während es transportiert und platziert wird) und statische Stabilität (was bedeutet, dass es stabil bleibt - das Aggregat setzt sich nicht ab und blutet nicht übermäßig, während es in den Formen ist, aber noch nicht gehärtet).

Nach dem Aushärten unterscheidet sich SCC nicht wesentlich von herkömmlichem Beton. Da wir Superplastifizierungsmittel (Hochleistungs-Wasserreduzierer) verwenden, um die Fließfähigkeit und viele Feinanteile zu erreichen, können wir den Beton häufig für sehr niedrige Wasser-Zement-Verhältnisse dosieren und erhalten sehr hohe Festigkeiten und geringe Permeabilität.

wie Sie sich selbst beschäftigen können

MATERIALIEN FÜR SELBSTKONSOLIDIERENDEN BETON

Diese riesige Wand mit stark verstopfter Bewehrung wurde in einem einzigen Aufzug mit SCC gegossen. Lafarge Nordamerika

SCC und konventioneller Beton unterscheiden sich nur in einigen geringfügigen Dosierungsmodifikationen und einigen Beimischungen. In vielen Fällen weiß der Auftragnehmer jedoch nicht einmal, was in der Mischung enthalten ist, sondern legt die erforderliche Leistung in Bezug auf Verarbeitbarkeit (Slump Flow), Überholfähigkeit, Stabilität und Festigkeit fest. Lafarge hat sogar einen Namen, Agila, für seinen proprietären SCC-Mix.

Es gibt drei Arten von SCC-Mischungen:

• hoher Pulvergehalt und ein hochräumiges wasserreduzierendes Gemisch (HRWRA)
• niedriger Pulvergehalt, HRWRA und ein viskositätsmodifizierendes Gemisch (VMA)
• mäßiger Pulvergehalt, HRWRA und eine mäßige Dosis VMA

Das Pulver, auf das hier Bezug genommen wird, sind alle feinen Materialien, einschließlich Zement, Flugasche, gemahlene granulierte Hochofenschlacke, Silikastaub und gemahlener Kalksteinfüllstoff. Dies verdickt die Mischung, hält das grobe Aggregat in der Matrix stabil und trägt auch zum Absackfluss bei. Hier sind einige Dinge, die Sie über die Materialien in einem SCC-Mix verstehen sollten:

• Der Anteil an grobem Aggregat in der Mischung ist viel geringer (ungefähr 30%) und die Größe ist kleiner (ungefähr ½ Zoll obere Größe).
• Die Menge an Portlandzement ist typischerweise gering, weniger als 300 Pfund / Kubikmeter oder weniger als die Hälfte der gesamten zementhaltigen Materialien
• Andere zementhaltige Materialien sind hohe Flugasche im Bereich von 20 bis 40% der gesamten zementhaltigen Materialschlacke in diesem Bereich und häufig etwas Silikastaub
• Das Pulver, das die zementhaltigen Materialien enthält, kann mit gemahlenem Kalkstein ergänzt werden.
• Das Verhältnis von Wasser zu zementhaltigen Materialien ist in einigen Mischungen oft recht niedrig - so niedrig wie 0,27, obwohl 0,4 typischer ist.
• Das viskositätsmodifizierende Gemisch (VMA) erhöht die Viskosität, um die Mischung stabil zu halten. Ohne viel Pulver in der Mischung wird VMA verwendet, um die Mischung zu verdicken und eine Entmischung zu verhindern. 'Für jeden SCC-Mix, den wir in New York machen, verwenden wir eine VMA, weil die Produzenten nicht viel Einfluss auf den Steinbruch haben', sagte Bill Phelan von Euclid Chemical. 'Die Steinbrüche liefern, was sie wollen, aber die Fertigmischungshersteller müssen eine Mischung haben, die jeden Tag funktioniert, und die VMA hält sie konsistent.' In anderen Teilen des Landes sind jedoch gut sortierte, pulverreiche Mischungen die Norm.
• Hochleistungs-Wasserreduzierer für SCC-Gemische waren in letzter Zeit hauptsächlich solche auf der Basis von Polycarboxylaten, die eine unglaubliche Fähigkeit aufweisen, den Abfall bei niedrigen Dosierungen zu erhöhen. Polycarboxylate haben jedoch Probleme beim Schäumen und Hinzufügen von unerwünschter Luft zu der Mischung verursacht, so dass ein Entschäumungsmittel zugesetzt wird. Es gab auch einige Probleme mit plötzlichem Einbruchverlust. Es wird empfohlen, dass der Hersteller für längere Strecken die Verwendung eines HRWRA auf Naphthalinbasis anstelle von Polycarboxylat in Betracht zieht.

Beachten Sie, dass SCC-Gemische etwas kompliziert sind und genau das richtige Gleichgewicht zwischen allen Materialien, Wasser und Zusatzmitteln erfordern. Weitere Informationen finden Sie unter Betonmischungsdesign . Experimentieren Sie immer zuerst mit einer solchen Mischung, bevor Sie einen Job beginnen. 'Bei jedem wichtigen konkreten Projekt müssen Sie ein Testpraktikum absolvieren', sagte Phelan. 'Übe nicht bei jemand anderem!'

VIDEO: SCC - FLOWING
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Selbstverfestigender Beton fließt leicht unter seinem eigenen Gewicht. Beachten Sie, dass es auch an der Vorderkante des Betons keine Entmischung gibt. Der Typ mit der Schaufel hatte erwartet, den Beton in den Boden schieben zu müssen, aber schließlich gab er auf. Vielen Dank an Euclid Chemical für dieses Videosegment.

VORTEILE VON SELBSTKONSOLIDIERENDEM BETON

Die Vorteile der Verwendung von Beton, der praktisch mühelos einfließt, liegen jedem auf der Hand, der mit Beton arbeitet. Wir bekommen diese Art von Beton seit Jahren durch Zugabe von Wasser. Wie wir wissen, verringert das Hinzufügen von Wasser leider die Festigkeit des Betons und führt zu einer Entmischung.

Der ultimative Traum ist es, die Formulare einzurichten und dann den Ready-Mix-Truck-Fahrer kommen zu lassen, um sie mit keinen anderen Mitarbeitern auf der Baustelle auszufüllen. Das mag nie passieren, aber SCC, das richtig proportioniert und platziert wurde, bietet viele Vorteile:

• Reduzierter Arbeitsaufwand, da für Beton in Form keine Vibrationen erforderlich sind und für Flacharbeiten nur wenig bis gar kein Estrich erforderlich ist.
• Sie müssen sich keine Sorgen machen, wie gut die Vibration ist - ein Auftragnehmer, der SCC verwendet hat, sagte mir einmal, dass die Vibrator-Leute ihn immer mit SCC verlassen haben, er musste sich keine Sorgen um die Fähigkeiten des Bedieners machen.
• Schnelleres Bauen, da der Beton so schnell abfällt - eine LKW-Ladung kann in nur einer Minute entladen werden!
• Extrem gute Oberflächenqualität - SCC kann eine nahezu spiegelähnliche Oberfläche annehmen und Beton mit sehr feinen Details herstellen. Dies ist bei Skulpturen sehr vorteilhaft und deshalb lieben es Fertigteilhersteller so sehr. Es kann sogar in negative Zugbereiche fließen.

Selbstverfestigender Beton fließt einfach und schnell aus einem Transportwagen

Selbstverfestigender Beton kann äußerst detaillierte Gussteile liefern. Lafarge Agilia

• Einfacher, den Bewehrungsstahl detailliert darzustellen, da er ziemlich verstopft sein kann und dennoch vollständig mit Beton gefüllt wird.
• Leisere Baustellen oder Fertigteilgeschäfte, da keine Vibrationsgeräusche zu hören sind. Wenn Sie schon einmal in einer Fertigteilanlage waren, als die Vibratoren eingeschaltet waren, wissen Sie, was ich meine.
• Erhöhte Sicherheit, da die Bediener der Vibratoren nicht auf den Formularen sind oder Schläuche und Kabel nicht über die Baustelle ziehen und weniger Geräusche auftreten.

Mit diesen Vorteilen würden einige fragen: 'Warum verwenden wir SCC nicht überall?' Die Wahrnehmung ist, dass es die Kosten sind, die eine breitere Verwendung von SCC verhindern - diese Mischungen verwenden Feinanteile und Beimischungen, die den Preis eines Yards Beton um 10 bis 15 US-Dollar erhöhen können, obwohl einige Hersteller möglicherweise einen Zuschlag von bis zu 30 US-Dollar hinzufügen. Der beste Ansatz zur Kostenkontrolle besteht darin, mit Ihrem Fertigmischungshersteller zusammenzuarbeiten, um die optimale Mischung für den beabsichtigten Gebrauch zu erhalten.

SELBSTKONSOLIDIERENDER BETONBAU

Im Baugewerbe strahlt SCC wirklich. Was gibt es Schöneres als eine Mischung, die sich festigt und alle Vibrationen, Hebelinien und Schlaglöcher beseitigt? Bei Flacharbeiten können SCC-Mischungen als selbstnivellierend beschrieben werden, während geformter Beton sich selbst platzieren kann. Hier einige Tipps zum Aufbau mit SCC:

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• SCC kann in gebrauchsfertigen LKWs geliefert werden, obwohl die LKWs oft nicht vollständig gefüllt sind, da der SCC im LKW herumschwappen und sogar herausschwappen kann. LKWs mit SCC sind sogar umgekippt, als sich die volle Ladung während einer Kurve verlagerte.
• Wenn SCC platziert wird, sollte es möglichst von einem einzigen Ort aus unter seinem eigenen Gewicht fließen dürfen. SCC kann horizontal bis zu 33 Fuß oder mehr fließen. Wände und Säulen können sogar von unten nach oben gepumpt werden.
• SCC pumpt sehr einfach und mit reduziertem Pumpdruck. Der Luftgehalt bleibt in einem SCC-Gemisch während des Pumpens tendenziell stabiler als bei herkömmlichem Beton.

SCC fließt leicht um Hindernisse herum, ohne dass Vibrationen erforderlich sind. Joe Woolhead für iCrete

Diese Aufzugsschächte wurden mit SCC in einem einzigen Aufzug gegossen, obwohl befürchtet wurde, dass die Formen nicht stark oder fest genug waren, um dem Druck standzuhalten. Punkt für Punkt

Selbstnivellierende Platten erfordern nur eine minimale Endbearbeitung, um einen flachen Boden zu erhalten. Lafarge Agilia

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Die Schalung sollte für den vollen Flüssigkeitskopf ausgelegt sein. Dies bedeutet, dass für jeden Fuß der Höhe der Formen ein weiterer Druck von 150 Pfund entsteht. Dies ist eine Gefahr für SCC, da es sich so schnell platziert und Drücke entwickeln kann, die zu Ausbrüchen führen. Es gab schwerwiegende Ausbrüche bei SCC und es ist bekannt, dass selbst sehr kleine Lücken in ihrer Schalung gefunden und durchgesickert sind.

• Nicht alle SCC sind gleich. Lassen Sie daher die Ready-Mix-Firma einen Mix bereitstellen, der für Ihre Anwendung geeignet ist. Bestimmte Anwendungen erfordern möglicherweise mehr oder weniger Füllfähigkeit, Durchgangsfähigkeit oder Stabilität.
• Vibrationen sind nicht nur nicht erforderlich, sondern können SCC auch schädigen, indem sie eine Entmischung verursachen. Zum Mischen von Aufzügen können Vibratoren verwendet werden, jedoch nur für einige Sekunden.

• Platten waren bisher keine beliebte Anwendung von SCC. 'Wir haben geholfen, selbstnivellierende Mischungen zu entwickeln, die etwas weniger viskos sind, aber fast keine Endbearbeitung benötigen', sagte Caroline Talbot von Euclid. 'Es ist ein Nischenmarkt, der aber wächst. Für kleine Güsse, Einfahrten und dergleichen lohnt sich die zusätzliche Qualitätskontrolle und die zusätzlichen Kosten möglicherweise nicht, aber für gewerbliche Platten oder Fußböden für Gebäude wäre der selbstnivellierende Beton ein großer Vorteil. ' Auf Böden ohne hohe Ebenheitstoleranzen kann SCC mit nur minimalem Aufschwimmen platziert werden. Wenn Sie eine Textur oder sogar ein Besen auftragen, beginnen Sie nicht zu früh, da sonst der Beton auf eine glatte Oberfläche zurückfällt.
• Das Aushärten ist für SCC wichtig, da es sich so oft um eine Mischung mit niedrigem Wasser-Zement-Verhältnis handelt. Niedrigwassermischungen können eine autogene Schrumpfung entwickeln, bei der der nicht hydratisierte Zement das gesamte Wasser in der Betonmatrix verbraucht. Nasshärten ist am besten, aber mindestens eine Härtungsmasse auftragen, um die Oberfläche vor dem Austrocknen zu schützen.

SELBSTKONSOLIDIERENDER BETON FÜR DEKORATIVE ARBEITEN

SCC kann für dekorative Arbeiten jeglicher Art verwendet werden. Es akzeptiert Farbe, entweder ganzheitlich oder trocken, so leicht wie jeder Beton. Das Stempeln von SCC-Flacharbeiten könnte eine interessante Erfahrung sein - fangen Sie nicht zu früh an, sonst verschwinden die Linien einfach wieder im Beton.

SCC erlaubt Gussteile mit dieser Art von Details. Lafarge Agilia

Pourfolio Custom Concrete in San Diego, Kalifornien

Die häufigste Verwendung von SCC für dekorative Arbeiten sind jedoch detaillierte Formbeton- (Fertigteil-) oder komplizierte Formliner. Die hohe Fließfähigkeit von SCC drückt die gesamte Luft aus der Form und führt zu perfekten glasartigen Oberflächen. Denken Sie jedoch daran, dass bei SCC jeder noch so geringfügige Fehler in den Formen direkt im fertigen Beton reflektiert wird. Wählen Sie auch Ihre Formtrennmittel sorgfältig aus, um Bugholes (winzige eingeschlossene Luftblasen, die an den Formularoberflächen haften) zu vermeiden. In einem Artikel in Betonbau Eine Studie, die zu dem Schluss kam, dass die beste Formfreisetzung ein reaktives Mittel auf pflanzlicher Basis in einer gut gewürzten Form war.

Weitere Informationen zur Verwendung von SCC zum Fertigteilen von Beton und zum Einrichten von a Fertigteilbetrieb .

SCC wurde auch für Betonarbeitsplatten eingesetzt - meist erfolgreich. Wenn der SCC mit der Vorderseite nach unten gegossen wird, kann er eine glasige Oberfläche erzeugen, die möglicherweise nicht poliert werden muss. Experimentieren Sie wie bei jedem Beton zuerst, um die besten Mischungen und Techniken für Ihre Anwendung zu finden. Experten raten, dass genügend Beton für die gesamte Arbeitsplatte in einer einzigen Charge gemischt und in einem einzigen Guss platziert werden sollte. Wie bei allen SCC ist es am besten, von einer einzigen Stelle aus zu gießen und das Gewicht des Betons sich in die Formen oder Formen drücken zu lassen.

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PRÜFEN VON SELBSTKONSOLIDIERENDEM BETON

VIDEO: SCC - SPREADING
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Selbstverfestigender Beton fließt leicht, wenn der Absackkegel entfernt wird. Vielen Dank an Euclid Chemical für dieses Videosegment.

Der primäre Test, der im Feld für SCC verwendet wird, ist der Slump Flow, obwohl derzeit andere Feldtests verwendet werden. Hier finden Sie eine kurze Beschreibung der einzelnen Informationen, die in der entsprechenden ASTM-Testmethode enthalten sind.

• Die Fließfähigkeit des Absackflusses wird mit dem Absackströmungstest gemessen, der als ASTM C 1611 „Absackungsfluss von selbstverfestigendem Beton“ standardisiert wurde. Dieser Test beginnt wie ein Standard-Slump-Test, obwohl viele Testtechniker den Kegel auf den Kopf stellen, um das Befüllen zu erleichtern. Wenn der Kegel angehoben wird, breitet sich der SCC wie ein Pfannkuchenteig aus. Der Absackstrom wird als Durchmesser des Pfannkuchens gemessen. Typische SCC-Mischungen haben Absackströme im Bereich von 18 bis 30 Zoll.
• J-Ring - Der J-Ring ist ein Maß für die Durchgangsfähigkeit des Betons - wie leicht er durch Hindernisse und Bewehrungen fließt. Der J-Ring-Test ist standardisiert als ASTM C 1621, 'Bestehen der Fähigkeit von selbstverfestigendem Beton durch J-Ring'. Der J-Ring ist ein Bewehrungskäfig, der um den Absackkegel herum aufgestellt ist. Der Slump-Flow-Test wird sowohl mit als auch ohne J-Ring durchgeführt, und die Durchgangsfähigkeit ist der Unterschied im Slump-Flow. Ein Unterschied von mehr als 2 Zoll zeigt eine schlechte Überholfähigkeit an.
• T20- (oder T50-) Test - Dies ist ein Maß für die Viskosität des Betons und wird als die Zeit gemessen, die Beton im Slump-Flow-Test benötigt, um einen Durchmesser von 50 cm (20 Zoll) zu erreichen. Ein T20 zwischen 2 und 5 Sekunden wird als niedrigviskoser Beton verwendet. Kürzlich wurden Pads mit einem gedruckten 20-Zoll-Kreis entwickelt, um diesen Test zu vereinfachen. Der T20 ist in ASTM C 1611 spezifiziert.

Der J-Ring-Test misst die Durchgangsfähigkeit des SCC durch einen Bewehrungskäfig. ASTM

Ein Slump-Flow-Test wird häufig mit dem Slum-Kegel auf dem Kopf durchgeführt. Bill Palmer

Der T20-Test misst die Viskosität, indem er festlegt, wie viele Sekunden es dauert, bis sich der Beton auf einen Durchmesser von 20 Zoll ausbreitet. Forschungsausschuss Verkehr

• Visueller Stabilitätsindex (VSI) - Dies ist ein rein subjektiver Test, der auch in ASTM C 1611 beschrieben wird. Der Techniker beobachtet den Beton, wie er sich im Slump-Flow-Test ausbreitet. Eine Zahl von 0 bis 3 wird mit 0 für keine Trennung bis 3 für eine offensichtliche Trennung und Pastenabtrennung (Zement, Wasser und Feinanteile) von der Betonmatrix vergeben. Ein VSI von 0 oder 1 zeigt eine stabile Mischung an, während ein 2 oder 3 instabil ist.
• Entmischungssonde - Dieser Test ist noch nicht standardisiert und misst die Entmischung, indem ein dünner Drahtring auf den SCC gelegt und gemessen wird, wie weit er in zwei Minuten im Beton versinkt. Dieser Test verspricht einen quantitativen Wert für das Segregationspotential.

ZUSÄTZLICHE SELBSTKONSOLIDIERENDE BETONRESSOURCEN

Einige Orte für weitere Informationen zu besuchen:

• www.selfconsolidatingconcrete.org - Diese Website wurde von der National Ready Mixed Concrete Association eingerichtet und enthält umfangreiche Informationen zu SCC.

• Amerikanisches Betoninstitut ( www.concrete.org ) - ACI wurde kürzlich veröffentlicht ACI 237R-07 Dies kombiniert das aktuelle Wissen der Betonindustrie über SCC.