Vývoj rychlotvrdnoucího betonu pro opravy dopravních staveb

Abstract

Diplomová práce nesoucí název “Vývoj rychlotvrdnoucího betonu pro opravy dopravních staveb“ se zaměřuje na opravy letištních ploch a na materiál, který je na tyto opravy vhodný. Téma práce je relevantní pro praxi a vzniklo na základě spolupráce s provozovatelem letiště v Čáslavi, který stanovil požadavky na specifikace materiálu. Splnění stanovených požadavků se stalo cílem experimentální části práce. Práce se skládá ze dvou hlavních částí – části teoretické a části experimentální. V teoretické části jsou představeny dvě hlavní témata. První kapitola poskytuje přehled o cementobetonových vozovkách na letištích, jejich konstrukci, zatížení, únosnosti, provádění, typických formách poškození a metodách oprav. Druhá kapitola je věnována materiálu, rychlotvrdnoucímu betonu, používaném při opravách v těchto specifických podmínkách. Popisuje jeho složení, mechanizmus tvrdnutí a faktory, které tento proces ovlivňují. V experimentální části práce je popsán výzkum, který je zaměřen na analýzu a optimalizaci vlastností rychlotvrdnoucích betonů. Byly testovány různé receptury s cílem charakterizovat časy počátku tuhnutí, pevnost v tlaku a pevnost v tahu za ohybu. Cílem bylo vytvořit beton, který bude po 24 hodinách dosahovat pevnosti 30 MPa v tlaku a 4 MPa v tahu za ohybu, aby byl zajištěn rychlý návrat do provozu. Jako nejvhodnější byla vyhodnocena receptura obsahující na 1 m3: 700 kg kameniva frakce 0/4, 1000 kg kameniva frakce 4/8, 430 kg cementu CEM I 52,5 R, 2,1 kg superplastifikační přísady Stacheplast a 10,75 kg urychlovací přísady Betodur A5. Výsledky diplomové práce představují přínos pro oblast stavebnictví, kde je požadována minimalizace doby výluky z provozu, jako jsou letiště, silnice a mosty. Klíčovým výstupem je doporučení složení rychlotvrdnoucího betonu, které splňuje specifické požadavky oprav letištních vozovek, avšak lze jej aplikovat i v jiných oblastech dopravního stavitelství.

The focus of the master's thesis titled " Development of high-early-strength concrete for the transport structures repair" is focused primarily on airport pavement repairs and the material suitable for these repairs. The topic of the thesis emerged from collaboration with the operator of the Čáslav airport, which defined the requirements for the material specifications. Meeting these requirements became the goal of the experimental part of the thesis. Thus, the work consists of two main parts – a theoretical part and an experimental part. In the theoretical part, two main topics are introduced. The first chapter provides an overview of cement concrete pavements at airports, their construction, load-bearing capacity, maintenance, typical forms of damage, and repair methods. The second chapter is dedicated to the material, rapid-hardening concrete, used for repairs under these specific conditions. It describes its composition, the hardening mechanism, and the factors that influence this process. The experimental part of the thesis describes research focused on analyzing and optimizing the properties of rapid-hardening concretes. Tests were conducted on various mixtures, examining their time characteristics of setting, compressive strength, and flexural tensile strength. The goal was to create concrete that would reach a compressive strength of 30 MPa and a flexural tensile strength of 4 MPa after 24 hours, ensuring a quick return to service. The most suitable mixture was found to contain per cubic meter: 700 kg of 0/4 aggregate, 1000 kg of 4/8 aggregate, 430 kg of CEM I 52.5 R cement, 2.1 kg of superplasticizer Stacheplast, and 10.75 kg of accelerator Betodur A5. The results of the master's thesis represent a contribution to the field of construction, especially for situations where a minimization of service disruption is required, such as at airports, roads, and bridges. The key outcome is the recommendation of a rapid-hardening concrete composition that meets the specific requirements of airport pavement repairs and can also be applied in other areas of transportation construction.