favoritter

Verdensledene i UHPC?

Blog posts

Verdensledene i UHPC?

 

 

Når du har jobbet innen dette feltet i mange år (og jeg har personlig jobbet med Ultra High Performance Concrete siden 1987), er det mange som påstår at du må være verdensledende i High Performance Concrete (HPC). Det er for øvrig noe vi påstår selv, da vi kun produserer Ultra High Performance Fiber-forsterket betong (UHPFRC) hos Hi-Con. Da vi aldri har jobbet med vanlig betong, tror vi at har noen fordeler, spesielt ettersom vi har produsert mer enn 70.000 tonn av elementer i høystyrkebetong gjennom årene.

 

Mange begreper

Du kan også ha lagt merke til at vi bruker mange begreper når vi arbeider med denne typen betong, og jeg vil kort prøve å forklare noen av disse:

 

 

CRC – er kort fortalt; kompakt forsterket kompositt. Det er den spesielle typen UHPFRC som brukes av Hi-Con. Den ble utviklet (og patentert) på Aalborg Portland av Hans Henrik Bache i 1986 som den første UHPC, som kombinerer en trykkstyrke på mer enn 150 MPa med høy strekkfasthet og motstandsdyktighet pga høyt innhold av stålfibre. Dette for å oppnå egenskaper som ligner på stål, men som har fordelene til betong. På det tidspunktet ble UHPC egentlig ikke brukt, og vi snakket heller om High Strength Concrete (HSC). Kompressiv styrke hadde vært en av de viktigste parametrene som ble utviklet, men det ble snart avslørt at en rekke andre egenskaper som holdbarhet eller motstandsdyktighet var minst like viktige. Begrepet High Performance Concrete (HPC) ble skapt. Tanken bak dette var at betongen ble konstruert spesielt for en bestemt bruk, og dette innebar ikke nødvendigvis en egenskap med høy styrke. Det kunne heller være høy strekkevne, høy holdbarhet, ekstrem formbarhet eller noe lignende. Fra midten til slutten av nittitallet hadde en rekke andre typer kommersielt tilgjengelige HPCer blitt utviklet som Ductal (Lafarge), BCV (Vicat) og BSI / Ceracem (Eiffage og Sika). I et forsøk på å sette disse forskjellige typene i klasser ble uttrykket Ultra High Performance Concrete (UHPC) satt som en fellesnevner for å beskrive betong med en trykkstyrke høyere enn 140-150 MPa. De fleste av disse betongene inkluderte også fibre for å tillegge   motstandsdyktighet. Disse ble da kalt UHPFRC. Når man kombinerer denne typen betong med tett armering, blir en HR for Heavily Reinforced noen ganger lagt til. Da vi alltid bruker vanlig armering i CRC, ville den rette termen for betongen vært HRUHPFRC - men dette høres bare latterlig ut, så vi stopper vanligvis på enten UHPC eller UHPFRC.

 
Sammensetning av UHPFRC - og CRC

UHPFRC karakteriseres generelt ved å ha høy trykkstyrke, lav permeabilitet, stor motstandsdyktighet og typisk en strekkfasthet på høyere enn 25 MPa. Dette oppnås ved å ha et høyt bindemiddelinnhold (900-1500 kg per m3), ofte med et stort innhold av mikrosilikat og glasspulver, og en miks hvor de største kornene ofte er mindre enn 0,25 mm. Da forholdet mellom vann og pulver typisk er på under 0,2, er det nødvendig å bruke svært effektive super-myknere. Dette for å sikre den nødvendige motstandsdyktighet for konstruktive bruksområder. Da brukes fibre (oftest stålfibre) i mengder på mellom 100 og 300 kg pr. m3. Vanlig blandings- og produksjonsutstyr kan brukes, men da vanninnholdet er svært lavt, er det nødvendig å beregne lange blandingstider for å oppnå en homogen blanding. Da mange av UHPFRCer er brukt med en kombinasjon av fibre og forspenning, skjer ofte herding ved høye temperaturer, noe som forbedrer de mekaniske egenskapene og sikrer at det meste av krympingen har skjedd før forspenningen.

 

CRC - betongen som brukes på Hi-Con - er ikke en typisk UHPFRC. For våre produkter er den gjennomsnittlige trykkstyrken målt på kuber rundt 150 MPa, men da Eurocode er basert på 150x300 mm sylindere for måling av trykkstyrke, bruker vi en karakteristisk trykkstyrke på bare 110 MPa i vår konstruksjon. Matrisen har et høyt bindemiddelinnhold, et stort innhold av mikrosilica og vann / bindemiddelforhold på typisk 0,15 til 0,18. Vi bruker sand opp til 4 mm, noe som betyr at bindemiddelinnholdet i CRC kan reduseres sammenlignet med UHPFRC med veldig fin sand. Dette gir litt lavere styrke, men er en mer økonomisk blanding og gir lavere krymping.

 

CRC-betongen er selvkomprimerende, men med høye fiberinnhold (vanligvis fra 120 til 230 kg / m3) og den høye viskositeten til blandingen som trengs for å sikre god fiberfordeling, er CRC best egnet for prefabrikkert produksjon, der vibrasjonsplate kan brukes for å forbedre komprimeringen.

 

 

30 års erfaring?

30 års erfaring innen UHPC høres bra ut, men hvis du ikke passer deg, kan det faktisk vise seg at du kun har 5 års erfaring som har blitt gjenbrukt de siste 25 årene. Du må derfor oppdatere ditt kunnskapsnivå hele tiden. Vi er stolte av å følge den nye utviklingen innen UHPC, men paradoksalt nok bruker vi i utgangspunktet den samme formuleringen av CRC som ble utviklet i 1986. Gjennom årene har vi gjort noen forbedringer - med tanke på økt formbarhet, reduserte kostnader og redusert behovet for etterarbeider. Hvis vi forandrer CRCs sammensetning dramatisk, vil det være vanskelig å bruke den store mengden dokumentasjon vi har utviklet gjennom årene. Selv om blandingen vår ikke er veldig forskjellig fra det som ble brukt for 20 år siden, har vi utviklet vår betong til å bli ekstremt bra. Dette gjør at vi kan konstruere og produsere svært kompliserte elementer og samtidig legge ved den nødvendige dokumentasjonen. For noen av våre produkter produserer vi blandinger som er litt annerledes enn de originale CRC-blandingene, men for øyeblikket bruker vi den grunnleggende miksedesignen på 95% av det vi produserer. Dette gjør at vi raskt kan se om produktene våre er aktuelle i et byggeprosjekt, eller ikke. Det er uansett sikkert å påstå at det fortsatt er mange prosjekter som passer godt for CRC!

 

   

 

Til slutt, for å svare på hovedspørsmålet: Ja, vi betrakter oss selv som verdensledende i UHPC. Dette begrunnes med at vi er et kommersielt selskap som har konstruert og produsert høystyrkebetong hver dag i nesten 20 år, og som har vist at vi kan konkurrere mot stål og vanlig betong.

Dette er min erfaringsbaserte introduksjon til CRC og hvordan den passer inn i UHPCs sin verden. Hvis du er uenig, har spørsmål eller bare vil kommentere, vennligst gjør det. Dessverre kan vi ikke gjøre dette direkte på hovedsiden, men vennligst gjør det ved å bruke linken under. Tommy og jeg vil prøve å dekke ulike temaer i denne bloggen. Dine kommentarer kan gi oss ideer til nye temaer, eller hvis det er nødvendig å få hjelp av andre for å svare på dine spørsmål, vil vi også prøve å gjøre dette.  

 

Klikk her for å kommentere denne bloggen

 

Forfatter av dette innlegget

Bendt Kjær Aarup
Group Material Development Manager