Historia i właściwości nawierzchni betonowej z ubiegłego wieku – cz. II

Pierwszym krokiem było przygotowanie receptury mieszanki betonowej (tab. 15).

Wykonano zaroby z dodatkiem kruszywa z recyklingu nawierzchni betonowej w następujących proporcjach:

• 100% żwir – 0% kruszywo z recyklingu nawierzchni betonowej,
• 75% żwir – 25% kruszywo z recyklingu nawierzchni betonowej,
• 50% żwir – 50% kruszywo z recyklingu nawierzchni betonowej,
• 25% żwir – 75% kruszywo z recyklingu nawierzchni betonowej,
• 0% żwir – 100% kruszywo z recyklingu nawierzchni betonowej.

Następnie wykonano badania mieszanki betonowej i betonu po 28 dniach dojrzewania:

• badanie konsystencji mieszanki betonowej metodą opadu stożka PN-EN 12350-2:2019-07 [27],
• wytrzymałości na ściskanie zgodnie z PN-EN 12390-3:2019 [28],
• nasiąkliwości zgodnie z PN-B-06250:988 [10],
• przepuszczalności wody przez beton zgodnie z PN-B-06250:988 [10].

Wyniki badań zarobów z kruszywem z recyklingu

Wyniki uzyskanych badań na mieszance betonowej i stwardniałym betonie przedstawiono na rys. 2-5.

Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że:

• wprowadzenie kruszywa z recyklingu w ilościach: 25%, 50%, 75%, 100% nie wpłynęło na obniżenie wytrzymałości zaprojektowanego betonu;
• wraz ze zwiększaniem jego ilości obserwowano stopniowy wzrost wytrzymałości;
• w przypadku, w którym zastosowano go w 100%, zaobserwowano znaczący wzrost wytrzymałości na ściskanie w stosunku do betonu bazowego;
• jak wykazały badania, w elementach żelbetowych, takich jak: fundamenty, ściany, stropy, kruszywo naturalne może być zastąpione kruszywem uzyskanym z recyklingu nawierzchni betonowej nawet w 100%.

Wnioski

Na podstawie szeregu przeprowadzonych badań oraz analiz betonu z nawierzchni betonowej oraz kruszywa z recyklingu nawierzchni betonowej wyciągnięto następujące wnioski.

Badania wytrzymałościowe wykazały bardzo wysoką wytrzymałość betonu na ściskanie. Badana nawierzchnia po 80 latach przewyższa wymagania, jakie są obecnie stawiane dla betonu nawierzchniowego.

Po wykonaniu badań odporności na zamrażanie i rozmrażanie w obecności soli odladzających, badaniu odporności betonu na działanie mrozu „metoda zwykła” F150 oraz charakterystyki porów powietrznych w stwardniałym betonie stwierdzono, że:

• beton dolnej warstwy nawierzchni jest mrozoodporny, wszystkie badania dały wynik pozytywny;
• beton tej warstwy spełnia wymagania, jakie są stawiane betonom nawierzchniowym zgodnie z obecnymi wymaganiami SST;
• w przypadku górnej warstwy stwierdzono, że beton nie jest mrozoodporny; podczas badania odporności na zamrażanie i rozmrażanie w obecności soli odladzających między 14-28 cyklem stwierdzono przeciek wody przez spękania, które pojawiły się na badanych próbkach; w czasie badania odporności betonu na działanie mrozu „metodą zwykłą” F150 po 57 cyklach badane próbki uległy destrukcji. Potwierdzają to również wyniki uzyskane w innych opracowaniach badawczych o podobnej tematyce [29].

Badanie charakterystyki porów powietrznych na odwiertach wykazały że odwiert nr 1 spełnia wymagania, jakie powinien mieć beton, aby był mrozoodporny. Odwiert nr 2 dał wynik negatywny. W celu uzyskania większej liczby wyników należałoby wykonać więcej odwiertów i badań na całej długości odcinka. Podczas badania charakterystyki porów zaobserwowano mikrospękania, rysy na próbkach górnej warstwy.

Stwierdzenie mikrospękań górnej warstwy nawierzchni skłania do przypuszczenia, że negatywne wyniki badań po 80 latach użytkowania prawdopodobnie spowodowane są jej eksploatacją.

Kruszywo powstałe z recyklingu nawierzchni betonowej wykazuje się bardzo dobrymi parametrami, które pozwalają przypuszczać, że może być ponownie wykorzystane nie tylko do downcyclingu, czyli wykorzystania go w warstwach o mniejszym znaczeniu i wymaganiach, lecz do recyklingu jako pełnoprawny zamiennik kruszywa naturalnego w betonach nawierzchniowych i konstrukcyjnych. Potwierdziły to wyniki badań z wykonanych zarobów.

Parametry kruszywa mineralnego odzyskanego z górnej i dolnej warstwy nawierzchni oraz ich analizy sitowe charakteryzują się bardzo zbliżonymi wartościami, co pozwala na stwierdzenie, że zarówno do górnej, jak i dolnej warstwy nawierzchni betonowej zostały użyte takie same kruszywa. Stwierdzono jednak, że nasiąkliwość kruszywa dla frakcji 0,063/4 (tab. 11) zwiększyła się w porównaniu do kruszywa z recyklingu, natomiast nasiąkliwość dla frakcji 4/31,5 (tab. 11) zmniejszyła się ponad dwukrotnie. Spowodowane jest to oczyszczeniem ziaren kruszywa grubego z pozostałości zaczynu i zaprawy cementowej.

Zauważono również różnicę w zachowaniu betonu poddanego wysokim temperaturom (650°C), mianowicie kruszywo odzyskane z górnej warstwy nawierzchni charakteryzowało się brunatnym zabarwieniem, co było spowodowane zmianą koloru cementu pozostałego na kruszywie po procesie oczyszczania (fot. 15). Sytuacja ta nie miała miejsca przy odzyskanym kruszywie z dolnej warstwy nawierzchni (fot. 14).

Jakość betonu z omawianej nawierzchni betonowej jest na wysokim poziomie pomimo ponad 80 lat użytkowania. Ciągle aktualne jest zdanie, które pojawiło się w 1925 r. w Tymczasowej instrukcji dotyczącej budowy dróg dla automobili [30]: „Można zatrudniać przy budowie nawierzchni betonowych tylko takich przedsiębiorców, którzy mają gruntowne doświadczenie w budownictwie w technologii betonowej i posiadają ogólne wiadomości i wiedzę w zakresie budownictwa dróg betonowych oraz zapewniają staranne wykonawstwo”.

* W artykule zachowano ciągłość numeracji fotografii oraz tabel z poprzedniej części.

Galeria

Zobacz więcej