Vysokohodnotných betonů (BHP) (nebo vysoký výkon beton) je betonová vyznačují velmi vysokou pevnost v tlaku, neboť je vyšší než 50 MPa po 28 dnech, a výjimečné vlastnosti v čerstvém stavu (zejména pokud jde o viskozitu), krátkodobé nebo dlouhodobé.
Vysoce výkonný beton se objevil na konci 80. let.
Zákony beton pojivo odpor ke složení jsou uvedeny na konci XIX -tého století se zejména francouzský inženýr Feret, ale není použit okamžitě. Až do konce 40. let byla formulace betonu velmi jednoduchá: 800 litrů štěrku , 400 litrů písku , 4 až 8 pytlů cementu a spousty vody, tento recept by neměl vždy přesně odpovídat jednomu kubickému metru, ale se nastaví a ztvrdne. Při porušení bezpečnostních faktorů řádu tří v jednoduchých strukturách byla rizika minimální.
Ve 40. letech 20. století víme, že pro získání betonu musíme minimalizovat procento dutin. M. Duriez tedy upřesňuje, že je vhodné dospět k rámci, jehož specifický povrch je minimální, a přitom dát beton, který se zavede s předepsanou dávkou cementu a minimem vody potřebné pro smáčení všech zrn. cement, tvoří homogenní celek bez mezery.
V 80. letech jsme objevili způsob, jak tyto mezery omezit přidáním mikročástic a přísad, jako jsou plastifikátory, čímž se zrodily vysoce výkonné betony.
Pro zlepšení vlastností betonu je vhodné snížit jeho pórovitost působením na zrnitou kostru (velikost zrna) přidáním ultrajemných částic typu „křemičitý dým“, přidáním superplastifikátoru / přísady do vody. a snížením poměru voda / cement.
Použití „superplastifikátorů / reduktoru vysoké vody“ umožňuje redukovat vodu v betonu na stejnou konzistenci, což vede k eliminaci velkého objemu, který není mobilizován vodou nezbytnou pro hydrataci cementu . Poměr voda / cement je tedy 0,30 až 0,40, zatímco u běžného betonu je obvykle 0,45 až 0,60.
Složení vysoce výkonného betonu je obecně následující: 750 až 950 kg / m 3 štěpky, 700 kg / m 3 písku, 350 až 500 kg / m 3 cementu třídy 52,5 N nebo R a „křemičitý dým“ "doplnění typu. Přídavek „superplastifikátoru / vysoké vody reduktoru“ v množství 1 až 2%, vztaženo na hmotnost cementu, umožňuje snížit množství vody potřebné na hodnotu 140 až 160 l / m 3 .
Použití ultrajemných částic o šířce menší než jeden mikron pomáhá dále snižovat pórovitost, ale primárně se používá pro vysoce výkonné betony (BTHP).
Používané ultrajemné částice jsou většinou výpary oxidu křemičitého, které obsahují více než 90% oxidu křemičitého, vedlejšího produktu ferosilikonového průmyslu.
Tyto křemičité výpary mají dvojí účinek. Kromě redukce dutin hrají také katalytickou roli s páleným vápnem, což souvisí s jejich pucolánovým charakterem.
Tento typ betonu kombinuje výhody vysoce výkonného betonu a vláknobetonu . Ve srovnání s normálními betony obsahují více cementu, nižší poměr voda / cement, agregáty s velkou distribucí velikosti částic a vlákna.
Vzhledem k přítomnosti superplastifikátorů se s vysoce výkonným betonem velmi snadno manévruje. Hodnoty poklesu se ve většině případů měří na kuželu nebo na nárazové tabulce pro třídu S4 nebo F5 (kapalina). Tekutost takového betonu umožňuje snadné provádění, zejména při dobrém vyplnění bednění a úplném potažení výztuží, a to i v oblastech, kde je výztuž velmi hustá. Tato snadná implementace také umožňuje zkrátit dobu provádění a umožňuje složité betonování v obtížných podmínkách přístupu, jako je čerpání do velké výšky (případ pilířů viaduktu Millau ).
Pórovitost a propustnost těchto betonů také zlepšují trvanlivost. Totéž platí pro odolnost proti chemickým útokům, jako jsou betonové materiály, které mohou být vystaveny v mořském prostředí nebo v agresivním prostředí (cement třídy PM-ES), a odolnost proti mrazu. To vše je odolnost vůči agresivním látkám (ionty chloru, sírany, mořská voda, kyseliny atd.), Nízké riziko koroze výztuh, vysoká odolnost vůči cyklu zmrazení-rozmrazení a odštěpení a také nízká propustnost které tento beton kvalifikují jako odolný.
Avšak vzhledem ke svému specifickému složení používajícímu konkrétní materiály, jako je například křemičitý dým, je obtížné předpovědět jeho životnost. Evropský program Lifecon umožnil porovnat různé struktury postavené ve velmi specifických prostředích a související teoretická data a vyvinout různé modely degradace. Byly rovněž vypracovány pokyny pro posuzování životnosti, klasifikace EN 206 a průmyslová doporučení pro aplikace BHP.
Betony se klasifikují podle pevnosti v tlaku po 28 dnech. Vysoce výkonné betony mají vysokou pevnost.
Třída | Odolnost proti tlaku po 28 dnech (MPa) |
---|---|
Běžný beton | 16 až 40 |
Vysoce výkonný beton | 45 až 60 |
Velmi vysoce výkonný beton | 65 až 100 |
Ultra vysoce výkonný beton | > 150 (EIFFAGE with BSI can reach 195 MPA)
a BOUYGUES 250 Mpa |
Dotvarování je mnohem nižší než u běžného betonu. Součinitel dotvarování, rovný poměru zpožděného přetvoření k okamžitému přetvoření, je mezi 1 a 1,5 pro BHP, zatímco pro běžné betony je 2.
Vysoce výkonný beton je podroben stejným typům zkoušek jako běžný beton v souvislosti s jeho shodou s normou NF EN 206-1, například:
- Konzistence měřená na kuželu Abrams
- Pevnost v tlaku
Existují také různé doplňkové testy k měření vlastností vysoce výkonného betonu jak ve fázi vývoje receptury, tak i během pohodlí nebo při kontrolách na místě.
- Šíření u třesoucího se stolu
- Reometr
- metoda injektážní malty AFREM
- Ekvivalentní metoda betonové malty (MBE)
Vysoká krátkodobá pevnost 24 až 3 dny podle CCTP umožňuje rychlé odizolování i rychlé předpětí. BHP se tedy používají pro konstrukce: předpjaté, prefabrikované, odlévané na místě ...
Tyto vysoké vlastnosti v mladém věku vedou k doporučení použití tohoto BHP pro konstrukce vystavené silnému mechanickému namáhání (výškové budovy, mosty, nádrže, jaderné elektrárny atd.). Odpor v agresivním prostředí vede k tomu, že je lze doporučit pro práci v mořském nebo agresivním prostředí. A konečně, když musí být beton čerpán do velké výšky, doporučuje se BHP kvůli jeho skvělé manévrovatelnosti.
Věž EDF v La Défense je 165 metrů vysoká. Použití BHP typu B80 pro fasádní sloupy umožnilo omezit průměr nejvíce zatížených sloupů na 1,30 m .
Sloupky věží Coeur Défense mají průměr 1,10 m a byly vyrobeny pomocí BHP B80.
Datum vynálezu | Jméno výrobku | Vývojář | Kompresní stres po 28 dnech |
1990 | Ducorit | ITW WindGroup | 90 MPa |
1998 | Ductal | Lafarge , Rhodia , Bouygues | 150 MPa |
1998 | BSI | Eiffage , Sika | 150 MPa |
2000 | CEMTECmultiscale | IFSTTAR (ex-LCPC) , EPFL | 60 MPa |
2000 | BCV | Vicat , Vinci | 130 MPa |
2004 | Design Effix | Kalciové cementy | 130 MPa |
2005 | M2C | Jungwirth, EPFL - ENAC - IS-BETON | 180 MPa |
2005 | CARDIFRC | Karihaloo, University of Cardiff | 185 MPa |