Det er en stor fordel at anvende SCC til støbning af komplicerede konstruktioner som fx høje vægge eller konstruktioner med en geometri, der kræver store mængder armering eller mange udsparinger. I sådanne konstruktioner vil det ofte være vanskeligt at få vibreret traditionel beton tilstrækkeligt med stavvibrator, med mindre form og armering designes specielt, så der sikres adgangsforhold til vibratorstavene.
Lodrette støbninger er ét af de steder, hvor der er størst potentiale for at øge anvendelsen af SCC, idet andelen af lodrette konstruktioner, der støbes med SCC, er langt mindre end hvad der fx anvendes til gulve af SCC. Samtidig er lodrette støbninger det område, hvor arbejdsmiljøfordelene ved SCC er størst.
SCC's succes med til lodrette støbninger afhænger af betonsammensætning, flydeegenskaber, støbeteknik og formsystem, som vist i nedenstående figur.
Støbeteknik indeholder valg af støbehastighed og placering af indløb eller pumpeslange under udstøbningen.
|
Betonens strømning ind i formen er afgørende for kvaliteten af den endelige konstruktion. Strømningen beskrives ved betonoverfladens position under udstøbningen og det indre strømningsforløb. Hvis en lille del af betonen betragtes, er det indre strømningsforløb et udtryk for betonens strømningsbane fra indløb til endelig placering i formen. Ved at sammenholde strømningsforløbet, de reologiske egenskaber og betonsammensætningen vurderes det om det er muligt at opfylde krav og undgå defekter. |
Form og forskalling
Krav til formens tæthed er som nævnt under vandrette støbninger højere for SCC end for traditionel beton.
Det anbefales, at lodrette forme til vægge og søjler dimensioneres for hydrostatisk tryk fra betonen i sin fulde støbehøjde. SCC udstøbes oftest med støbetakter, som er væsentligt højere end de 1 til 1½ m pr. time, som normalt anvendes ved traditionel beton. Det betyder, at antallet af formstag er højere ved SCC end ved traditionel beton og i nogen tilfælde skal også selve formsystemet forstærkes.
Formfyldning ig valg af flydeegenskaber
For at opnå en fuldstændig formfyldning skal betonen kunne strømme ud i ethvert hjørne af formen. De styrende parametre for formfyldning er den anvendte støbeteknik og flydeegenskaber.
For vægstøbninger skal betonen typisk selv flyde uden mulighed for at betonarbejderne kan påvirke den med skov og rive mv. Formfyldningens kompleksitet er selvsagt meget afhængig af væggens tykkelse, armeringens tæthed og antallet af udsparinger mv.
"Håndbog for udførelse af SCC" indeholder en række anbefalinger af, hvordan flydeegenskaberne bør vælges udfra ovenstående.
Oftest vil man vælge en SCC med høj viskositet til lodrette støbninger, da risikoen for dynamisk separation og blokering mindskes. Dette medfører imidlertid øget risiko for luftblærer i væggens overflade og større fokus på fyldningsteknik.
Separation
Den statiske separation svarer til, at stenene begynder at synke, når betonen ikke er i bevægelse. Der er foreslået teoretiske modeller til at estimere risikoen for statisk separation, hvor der betragtes én kugle i en væske. Dynamisk separation foregår, når betonen er i bevægelse.
Risikoen for separation kan udtrykkes som en funktion af partiklens densitet, væskens densitet, partiklens dimensioner og væskens flydespænding. En partikel vil begynde at synke, hvis tyngdekraften overvinder opdriften og friktionskræfterne på overfladen. En stor partikel vil synke nemmere end en lille partikel pga. af en mindre specifik overflade [m-1]. Det betyder også, at kornstørrelsesfordelingen har betydning, da mindre partikler kan virke som opdrift på større partikler. Væskens plastiske viskositet er et udtryk for, hvor hurtigt partiklen synker.
Der findes pt. ikke pålidelige teoretiske modeller til at forudsige den statiske og dynamiske separationsrisiko og der mangler pålidelige kvantitative målemetoder, der kan benyttes på den friske beton. For den statiske separation må man således indtil videre forlade sig på en kvalitativ visuel bedømmelse af betonen, hvor det anbefales at benytte fotodokumentation. Vurdering af risikoen for dynamisk separation beror på udførelsesmæssige erfaringer. Hvis betonen udviser statisk separation, skal betonen ikke benyttes, idet der er stor risiko for at der kan forekomme en betydelig dynamisk separation ved udstøbningen.
Risikoen for dynamisk separation er meget afhængig af strømningsretningen og strømningsafstanden. Risikoen for dynamisk separation stiger, når betonen skal strømme opad og henover eksisterende lag ved udsparinger og endevægge. Risikoen stiger ydermere, hvis strømningsafstanden øges. En opadrettet strømning forekommer bl.a. når betonen pumpes ind fra bunden af en form. Risikoen for dynamisk separation kan reduceres ved at undgå en opadrettet strømning eller ved at øge flydespændingen og den plastiske viskositet.
Hvis der opstår dynamisk separation under fyldning af lodret form, vil der opstå et pastalag på toppen af betonen, og det kan være nødvendigt at foretage en afrensning af det øverste lag for at opnå ru støbeskel og tilstrækkelig styrke. Nedenfor ses eksempler på dette.
| Ingen separation. Tommestok kan neddykkes. Ingen separation, sten ses tydeligt i overfladen. |
|
Markant separation. Tommestok neddykket til den tydeligt møder modstand fra sten, svarende til ca. 10 cm.
|
Blokering er defineret som betonens evne til at passere armering uden at separere, dvs. stenene følger med igennem armeringsnet og mellem armering og formsider. De faktorer, som influerer på blokeringsrisikoen er blokeringsforholdet (forhold mellem passageafstand og maks. stenstørrelse), armeringstætheden, pastaens reologiske egenskaber (evnen til at bære sten), tilslagsvolumen, tilslagsform og strømningshastigheden. Som en håndregel anbefales det i alle tilfælde ikke at benytte et blokeringsforhold mindre end 2 og at anvende en eller flere af metoderne omtalt under Testmetoder i tilfælde af tvivl.
Overfladefinish
Formsystemet, støbeteknik og de reologiske egenskaber har stor betydning for at opnå ensartede overflader og et fåtal af luftporer i overfladen. Der kan normalt anvendes samme formmaterialer og formolier til SCC, som der anvendes til traditionel beton. De mest ensartede overflader opnås ved at anvende nye forme, idet gamle og slidte forme giver større risiko for farvevariationer i overfladen. Hvis der anvendes for store mængder formolie, kan dette medføre øget mængde luftporer i overfladen. Det kan derfor være en fordel at anvende en mere tyndtflydende formolie end normalt.
Placering af indløb under udstøbning og støbehastigheden har betydning for overfladefinish. Det er fordelagtigt, at have placeret sit indløb under overfladen, da det medfører en længerevarende kontinuerlig strømning langs formsiderne, som kan smøre siderne. De pæneste overflader opnås ofte, hvis betonen pumpes ind i bunden af formen, eller ved at pumpestudsen hele tiden holdes let neddykket i den allerede udstøbte beton. Således opnås færrest luftblærer ved at støbe fra bunden og op mod 4 gange så mange ved støbning med ½ m fald over overfladen. Støbehastigheden har betydning for om luftbobler kan må at migrere til betons fri overflade eller indkapsles med risiko for at blive transporteret til formsiderne.