Nowoczesne kierunki

w technologii betonu

Mariusz Saferna

Sebastian Kaszuba

BETOTECH Sp. z o.o. 

 

 

1. Czym jest współczesna 

technologia betonu?

2. Betony wysokowartościowe 

(BWW)

3. Betony samozagęszczalne (SCC)
4. Betony RPC
5. Beton samoczyszczący
6. Beton przeźroczysty
7. Podsumowanie

Zakres prezentacji

 

 

Czym jest współczesna technologia 

betonu?

Projektowanie 

składu mieszanki 

betonowej

Wytwarzanie 

mieszanki 

betonowej

Układanie i 

zagęszczenie 

mieszanki betonowej

Pielęgnacja 

„świeżego” 

betonu

Beton o żądanych 

właściwościach fizyko-

mechanicznych przy 

uwzględnieniu 

kosztów i czasu 

wykonania

Analiza 

ekonomiczna

Kontrola 
jakości

 

 

 Rozwój betonu

 

 

 

Betony 

wysokowartościowe

BWW

Właściwości, składniki 

i zastosowanie

 

 

Definicja betonu wysokiej 

wytrzymałości wg normy

PN-EN 206-1 

Beton o wytrzymałości na ściskanie 
wyższej niż 

C 50/60 

 dla betonu o 

normalnym ciężarze lub ciężkiego oraz 

LC 50/55

 w przypadku betonu lekkiego.

 

 

Podstawowe cechy betonów BWW

• Ciekła lub półciekła konsystencja 

mieszanki

• Urabialność i konsystencja mieszanki 

zachowana przez min. 60 min 

• Niska nasiąkliwość < 4%
• Wysoka wodoszczelność > W12
• Wysoka wytrzymałość na ściskanie

(60 – 130 MPa)

• Wysoki stopień mrozoodporności > F150
• Wysoka odporność na ścieranie

 

 

Ogólne zasady doboru składników 

betonów BWW

• Cementy o wysokich parametrach wytrzymałościowych
• Kruszywa łamane o wysokiej wytrzymałości – 

wytrzymałość skały > 150 MPa (granit, sjenit, bazalt, 

melafir, amfibolit)

• Ziarna kruszywa o kształcie zbliżonym do kubicznego oraz 

szorstkiej powierzchni (przyczepność zaczynu)

• Szczelny stos okruchowy kruszywa (możliwie niska 

jamistość) o maksymalnym wymiarze ziarna 16 mm

• Wskaźnik wodno-cementowy w granicach 0,3 – 0,4

(z uwzględnieniem wody zawartej w domieszkach)

• Stosowanie efektywnych superplastyfikatorów 
• Wprowadzanie dodatków mineralnych 

 

 

Efekty stosowania betonów BWW

• Wysoka trwałość konstrukcji (niższe koszty 

konserwacji i utrzymania konstrukcji)

• Możliwość wykonania elementów o dużej 

rozpiętości i zredukowanym przekroju 

poprzecznym (obniżony ciężar własny 

elementu)

• Przyspieszenie tempa i ograniczenie kosztów 

robót (wysoka wytrzymałość wczesna 

betonu
i niższy ciężar montowanych elementów)

• Wysoka jakość wykonania konstrukcji (ścisły 

reżim technologiczny w zakresie doboru 

składników, produkcji i zabudowania betonu)

 

 

Przykładowe receptury betonów 

BWW

 

Składnik

Zastosowany rodzaj cementu

CEM I 52,5R

CEM I 52,5R

CEM III/A 
32,5NA

Ilość składnika na 1 m

3

 

Cement

430 kg

480 kg

490 kg

Piasek 0/2

540 kg

600 kg

480 kg

Grys 2/5

-

290 kg

-

Grys 5/8

-

220 kg

-

Grys 2/8

581 kg

-

350 kg

Grys 8/16

900 kg

790 kg

980 kg

Woda

135 l

140 l

132 l

Superplastyfikator

3,0 % m. c.

3,0 % m.c.

2,5 % m.c.

Opóźniacz

0,5 % m. c.

0,5 % m.c.

-

Pył krzemionkowy

-

40 kg

-

w/c

0,31

0,28

0,27

Wyniki badań

Opad stożka

11 cm

8 cm

17 cm

Opad stożka po 60 

min

0 cm

5,5 cm

16,5 cm

Zawartość powietrza

2,1 %

2,0 %

1,2 %

Nasiąkliwość

3,7 %

2,8 %

3,4 %

Wytrzymało

ść

na ściskanie

3 dni

76,8 MPa

80,2 MPa

42,9 MPa

28 

dni

90,9 MPa

102,3 MPa

90,1 MPa

 

 

Warszawskie Centrum 
Finansowe

• wysokość 144 m
• beton B65 (słupy nośne)
• w/s = 0,36-0,39

s: cement+pył krzemionkowy

• konsystencja (opad stożka 15-22 
cm)

• czas transportu mieszanki: 50 min
• długość transportu pompowego:

150 m

 

 

Platforma morska typu 
grawitacyjnego TROLL A 
Norwegia, Morze 
Północne

• głębokość posadowienia 
303 m

• beton B 75, B 80

 

 

Długość płyty pomostu  - 1624 m, beton LC 55

Wysokość pylonów   -  200 m, beton B 55

Most podwieszony nad cieśniną Wielki Bełt, 

Dania

 

 

Most Öresund,

 

przeprawa Kopenhaga - Malmö

Długość płyty mostu – 490 m

• beton lekki LC 55, W/C = 0,4

Wysokość pylonów – 204 m

• beton C 50, W/C = 0,4

W obydwu przypadkach zastosowano pył 
krzemionkowy 

 

 

Wieżowiec Herriot

Frankfurt n/Menem

Projektowana wytrzymałość 
betonu – 125 MPa

Beton z dodatkiem włókien 
polipropylenowych

Otrzymana średnia 
wytrzymałość 
28 dniowa – 141 MPa

 

 

Eureca Tower

Melbourne, 
Australia

• wysokość - 300 m (88 
kond.)

• klasa betonu w dolnej 
części

   C 100/115 

• klasa betonu w górnej 
części

   C 60/75 

 

 

Petronas Tower

Kuala Lumpur

Wysokość - 452 m (95 kond.)

Do roku 2004 najwyższy 
budynek świata

Ściany, trzony oraz słupy 
obwodowe - beton C 80/95

Płyta fundamentowa beton - 
    C 60/75

Beton z dodatkiem pyłu 
krzemionkowego 

stosunek - w/s = 0,27

 

 

Taipei 101, Tajwan

Wysokość 508 m (101 
kond.)

Fundament – płyta 
żelbetowa 
o grubości 3,5 m                  
beton C 70/85

Słupy nośne z betonu C 
70/85

Zastosowano dodatek pyłu 
krzemionkowego

Stosunek w/s = 0,31

 

 

„Wyścig wieżowców” 
trwa…

 

 

Wiadukt Millau, 
Francja

Najwyższy betonowe filary 
na świecie 230 i 245 metrów

Betonowanie filarów 
pochłonęło 
53 tys. m

3

 betonu C 60/75

Płyty fundamentowe filarów 
to 
19 tys. m

3

 betonu C 35/45

 

 

Betony 

samozagęszczalne SCC

Właściwości, składniki

i zastosowanie

 

 

Właściwości betonów SCC

• Wysoka płynność i urabialność mieszanki 

betonowej

• Brak segregacji składników mieszanki
• Zdolność do odpowietrzania ułożonej 

mieszanki bez konieczności wibrowania

• Długi czas zachowania konsystencji i 

urabialności

• Wysokie parametry fizyko-mechaniczne 

stwardniałego betonu

• Gładkość powierzchni stwardniałego betonu 

 

 

Składniki betonu SCC

• Cement – CEM I, CEM II, CEM III, zawartość

300 – 450 kg/m

3

• Kruszywo – spełniające wymagania dla betonu 

zwykłego, maksymalny wymiar ziarna 20 mm

• Punkt piaskowy kruszywa 40 – 50 %
• Dodatki mineralne (popiół lotny, granulowany 

żużel wielkopiecowy, kamień wapienny), 
zawartość przeciętnie 20 – 40 % masy cementu

• Superplastyfikatory (na bazie 

polikarboksyeterów)

• Wskaźnik w/c = 0,3 – 0,5
• Zawartość spoiwa (cement + dodatek mineralny)

475 – 600 kg/m

3

 

 

Badanie samozagęszczalności  

mieszanki SCC (stożek)

 

 

Badanie samozagęszczalności  

mieszanki SCC (L-box)

 

 

Efekty stosowania betonu SCC

• brak konieczności zagęszczania mieszanki 

betonowej

• łatwość zabudowy mieszanki w 

konstrukcjach o skomplikowanym 
kształcie i dużej ilości zbrojenia

• bardzo wysoka jakość wykonania 

(jednorodność ułożonego betonu)

• zwiększenie szybkości wykonywania 

konstrukcji 

• eliminacja hałasu związanego z 

wibrowaniem mieszanki

 

 

Składnik

CEM I 42,5R

CEM III/A 32,5NA

Ilość, kg/m

3

Cement

450

360

Dodatek mineralny

mączka kwarcowa: 100 

kg

mikrokrzemionka: 20 

kg

popiół lotny: 170

Kruszywo 0/8 mm

1690

-

Kruszywo 0/16 mm

-

1680

Woda

210

160

Superplastyfikator FM 

38

9

-

Superplastyfikator FM 

34

-

4,3

w/c

0,46 

 

Właściwość

CEM I 42,5R

CEM III/A 32,5NA

Wyniki badań

Rozpływ

65 cm

71 cm

Wytrzymałość po 1 

dniu

20,0 MPa

-

Wytrzymałość po 3 

dniach

32,0 MPa

12,0 MPa

Wytrzymałość po 7 

dniach

-

29,0 MPa

Wytrzymałość po 28 

dniach

61,0 MPa

48,0 MPa

Wytrzymałość po 56 

dniach

-

54,0 MPa

Przykładowe receptury betonu SCC

0,44

 

 

Most Akashi 
Kaikyo, 
Japonia

 

3,911 km 
rozpiętości

Bloki kotwiące kabli 
niosących 
konstrukcję 
podwieszoną

 

Beton SCC

 

 

Beton reaktywny RPC

(Reactive Powder 

Concrete)

Właściwości, składniki 

i zastosowanie

 

 

Właściwości betonu RPC

• Wysoka jednorodność betonu uzyskana 

wskutek zmniejszenia wymiaru cząstek 

• Gęstość objętościowa 2500-3000 kg/m

3

• Wysoka odkształcalność betonu
• Wytrzymałość na ściskanie 200-800 MPa
• Wytrzymałość na zginanie 25-150 MPa 

 

 

Składniki betonu RPC

• Cement CEM I 42,5 lub 52,5 (700-1000 

kg/m

3

)

• Zmielone ziarna kwarcu i drobny piasek

(900-1300  kg/m

3

)

• Pył krzemionkowy (230 kg/m

3

)

• Włókna stalowe dł. 13 mm (100-500 kg/m

3

)

• Woda (130-180 kg/m

3

)

• Superplastyfikator

 

 

Efekt stosowania betonu RPC

Przekroje belek o tej samej nośności wykonanych z 
betonu RPC, stali, betonu sprężonego i żelbetu (ciężar 
kg/m

2

)

RPC

Stal

Żelbet

Beton sprężony

140 kg/m

2

112 kg/m

2

467 kg/m

2

530 kg/m

2

 

 

Beton RPC - technologia 

DUCTAL

®

Składnik

Ilość na 1 m

3

Cement 

710 kg

Pył krzemionkowy

203 kg

Mielony kwarc

215 kg

Piasek

1020 kg

Włókna stalowe

160 kg

Superplastyfikator 

10 kg

Woda

140 l

w/c

0,20

 

 

Właściwości betonu DUCTAL

®

• możliwa produkcja w konwencjonalnej wytwórni 

betonu (mieszanie 5 –15 min),

• wytrzymałość na ściskanie w temperaturze 20

o

C:

• po 24 godzinach – 100 MPa,
• po 28 dniach – 180 MPa,
• wytrzymałość na ściskanie po obróbce cieplnej w 

temperaturze 90

o

C, po 4 dniach 220 MPa, 

• szczelna mikrostruktura (wysoka mrozodporność i 

odporność na agresję chemiczną)

• wysoka odporność ogniowa i obciążenia będące 

efektem eksplozji

• niski skurcz - poniżej 0,01 mm/m

 

 

Kładka dla pieszych

w Sherbrooke (Kanada) 

• RPC 200 MPa – pas dolny, 

podłużnice, żeberka 
poprzeczne i płyta 
pomostu

• RPC 300 MPa - krzyżulce

Zastosowanie technologii 

DUCTAL

®

Fragment konstrukcji:

Rozpiętość: 60 m

Szerokość płyty pomostu: 4,2 m

Grubość płyty pomostu: 3,0 
cm !!

 

 

Poziome dźwigary powłoki 

chłodni kominowej ( wysoka 

odporność na sole  oraz 

mrozoodporność)

Elektrownia atomowa Cattenon, 

Francja

Zastosowanie technologii 

DUCTAL

®

 

 

Zastosowanie technologii 

DUCTAL

®

Ekrany 
przeciwdźwiękowe 
tuneli metra w Monaco

Ściany szczelne 

nabrzeża

Reunion

 

 

Porównanie cech 

betonu zwykłego i betonu 

DUCTAL

®

Cecha

Beton zwykły

Beton DUCTAL

®

Gęstość

2,2 – 2,5 kg/dm

3

2,45 – 2,55 kg/dm

3

Wytrzymałość na 

ściskanie

15 – 60 MPa

180 – 220 MPa

Wytrzymałość na 

zginanie

2 – 8 MPa

36 – 40 MPa

Wytrzymałość na 

rozciąganie

1 – 4 MPa

8 – 10 MPa

Moduł sprężystości

20 – 40 GPa

55 – 60 GPa

Moduł sprężystości 

stali

 

190 – 210 GPa

 

 

 

Beton samoczyszczący

 

 

Beton samoczyszczący

Nanodyspersyjny

dwutlenek tytanu 

TiO

2

Utlenianie

fotokatalityczne

Superhydrofilowość

Jak działa?

Co zawiera?

 

 

UV

UV

H

2

O

NO

x

OH

•

HNO

3

H

2

O

OH

•

CO

2

 

H

2

O

ZANIECZYSZCZENIA 

ORGANICZNE

DWUTLENEK

TYTANU

DWUTLENEK

TYTANU

BETON

NEUTRALIZACJA

KWASU

AZOTOWEGO

Dezintegracja zanieczyszczeń organicznych 
i neutralizacja NOx

 

 

Kościół
Dives in Misericordia
Tor Tre Teste - Rzym

Richard Meier
20. 10. 2003

 

 

Beton przeźroczysty

(transparentny)

 

 

Aron Losonczi - LiTraCon

®

Skład:96% - beton
              4%   - światłowody
Gęstość: 2100 – 2300 kg/m3
Wytrzymałość Rc - 50 MPa
Wytrzymałość Rzg - 7 MPa

 

 

Luccon

®

 

 

… biżuteria!

Lampy i…

 

 

Podsumowanie

• Wprowadzanie nowych rozwiązań w technologii 

betonu pozwala na bardziej efektywne 

wykorzystanie tego materiału w budownictwie 

(trwałość, koszt i szybkość realizacji).

• Realizacja nowoczesnych technologii wymaga 

szerokich działań eksperymentalnych oraz 

opracowania nowych metod badawczych.

• Warunkiem koniecznym jest wysoka kultura 

techniczna producentów betonów i firm 

wykonawczych oraz poziom fachowej wiedzy 

pracowników.

 

 

Dziękuję za uwagę