66 Épí Ęanyag 59. é . 2007. 3. szám
ANYAGTUDOMÁNY
Nagyszilá dságú ön ömö ödĘ be onok (HSSCC)
szilá dulási olyama ai I.
D . Salem G. Nehme PhD. – BME Épí Ęanyagok és Mé nökgeológia Tanszék
D . Ko ács Im e PhD. – Deb eceni Egye em MĦszaki FĘiskolai Ka , Épí Ęmé nöki Tanszék
Ko ács Józse BSc. – Deb eceni Egye em MĦszaki FĘiskolai Ka , Épí Ęmé nöki Tanszék
Ha dening p ocess (I) o high-s engh sel -compac ing conc e es
The ha dening p ocesses o high s eng h sel -compac ing conc e es a e gene-
ally desc ibed wi h na u al loga i hm unc ions. The aim o his publica ion is
he o e all in es iga ion o hese p ocesses in o de o analyse he impac s o
conc e e- echnological cha ac e is ics especially on he g aph o he unc ion.
Keywo ds: sel -compac ing conc e e, high-s eng h conc e e, ela i e comp-
essi e s eng h, ea ly s eng h
Kulcssza ak: ön ömö ödĘ be on, nagyszilá dságú be on, ela í nyomószi-
lá dság, ko ai nyomószilá dság
1. Be eze és
Napjaink be on echnológiája a ko sze Ħ adaléksze eknek
köszönhe Ęen lehe Ę é eszi az egy e nagyobb eljesí Ęké-
pességĦ és a ósságú be ons uk ú ák meg alósí ásá . A
nagy ko ai szilá dságú és öbb min 150 N/mm2 nyomószi-
lá dságú be onok, alamin a bedolgozás elĘ hosszabb idĘn
ke esz ül s abilizálha ó be onke e ékek e Ęl meggyĘzĘ
bizonyí éko nyúj anak. Az elmúl é izedben egy e széle-
sebb kö ben e jed ek el az ön ömö ödĘ és a nagyszilá dságú
be onok. Ez a ejlĘdés ilágsze e új lehe Ęségeke biz osí
az ipa számá a, melye a nagyszilá dságú és az ön ömö ödĘ
be onok különleges ulajdonságainak egyesí ése jelen he .
Amennyiben a be on echnológia ejlĘdésének en-
denciái fi gyelemmel kísé jük, áéb edünk, hogy a nagy
eljesí Ęképesség és az egysze Ħ bedolgozha óság melle
a szilá dulási olyama az ipa ál al elhasznál be onokkal
szemben ámasz o alap e Ę kö e elmények közé a ozik.
Ennek jelen Ęsége abban ejlik, hogy mind az elĘ egyá o ,
mind a helyszíni be onok ese ében a nagy ko ai szilá dság a
gyá ás, alamin a ki i elezés idejé csökken he i.
Cikkünk célja a nagyszilá dságú, ön ömö ödĘ be onok
ki i elezés és gazdaságosság szempon jából megha á ozó
jelen ĘségĦ szilá dulási olyama ainak izsgála a külön-
bözĘ be on echnológiai pa amé e ek melle .
2. Fogalommegha á ozás
Az ön ömö ödĘ be on zsaluza ba öl éseko szükség-
elen a be on bá milyen ömö í ése, minden kiegészí Ę
ömö í ési ene gia nélkül, csupán a nehézségi e Ę ha á-
sá a ü egmen esen ki öl i a legössze e ebb zsaluza o is,
önállóan ömö ödik, szin e ökéle esen kiegyenlí Ędik
szé osz ályozódás és ki é zés nélkül (ha elsĘso ban a
konzisz encia el é el eljesül). Az ön ömö ödĘ be on
össze é ele a szok ányos be onok ól el é Ę. Leg on osabb
a nagy fi nom ész a alom, mely „min gö gĘs csapágy”
mĦködik a be onban (1. áb a).
1. áb a. A no mál be on és az ön ömö ödĘ be on össze e Ęi [V%],
(Okamu a–Ouchi, 2003)
Fig. 1. Componen s o no mal and sel -compac ing conc e e (V %)
(Okamu a–Ouchi, 2003)
Épí Ęanyag 59. é . 2007. 3. szám 67
A be onoka elsĘso ban a nyomószilá dság sze in szok-
ák osz ályozni. A néme szabályozás (DA S b-Rich linie
ü Hoch es e Be on) nagyszilá dságú be onnak a B65–
B115 közö i be onoka ne ezi, amely az eu ópai jelölések
sze in C55/67 – C100/115 közö i be onoknak elel meg.
A CEP-FIB munkacsopo ja 1990-ben az alábbiak sze in
ha á oz a meg a nagyszilá dságú be on ogalmá :
„Azoka a be onoka , amelyeknek a henge nyomószi-
lá dsága a jelenlegi nemze i elĘí ásokban lé ezĘ ha á ok,
azaz 60–130 N/mm2 közö an, nagyszilá dságú be o-
noknak ne ezzük.”
3. Kísé le i e
A Budapes i MĦszaki és Gazdaság udományi Egye em
Épí Ęanyagok és Mé nökgeológia Tanszék Labo a ó iumá-
ban kísé le eke égez ünk nagyszilá dságú ön ömö ödĘ
be onokkal. Vizsgála aink köz e len célja különbözĘ
kiegészí Ę adalékanyagok és cemen ípusok ha ásának
izsgála a ol a szilá dulási olyama a, alamin a 28
napos nyomószilá dság a.
Kísé le einkben ál ozó pa amé e nek ekin e ük a
cemen ípusá (CEM II/A-S 42,5, CEM II/B-S 32,5 R), a
elhasznál cemen mennyiségé (400 kg/m3, 440 kg/m3),
a kiegészí Ęfi nom ész ípusá (kohósalak, mészkĘlisz ,
szilikapo ), o ábbá a eljes (cemen +po ) fi nom ész-
a alma (600 kg/m3, 630 kg/m3). Kísé le i állandóink
az adalékanyag szemmegoszlási gö béje (0/4 OH ak-
ció 45%, 4/8 OK akció 25%, 8/16 OK akció 30%,
dmax = 16 mm) és a íz a alom ( = 162 l/m3) ol ak.
3.1. Be onössze é el
Adalékanyagkén moso , osz ályozo és szá í o ho-
mok és ka ics akcióka alkalmaz unk. Az adalékanyago
ennek meg elelĘen há om különbözĘ akcióból ke e ük.
A homok akció szemcsenagysága 0,063–4 mm közö , a
ka ics akciók szemcsenagysága 4–8 mm, ill. 8–16 mm
közö ál ozo . A homok fi nom ész a almá (d  0,125
mm) szi a izsgála al ha á oz uk meg (3 m%). Ezen é éke
a pép izsgála so án fi gyelembe e ük.
A meg elelĘ konzisz encia elé ésének é dekében Gle-
nium 51 nagy eljesí ményĦ olyósí ósze alkalmaz unk,
mely polika boxilé e alapú komplex ugalmas ó iásmole-
kulákból áll, el é Ę lánchosszúsággal és öbb aj a unkciós
csopo okkal. A Glenium 51 ha ása ké éle mechaniz-
musból e Ędik össze. A molekulák adszo beálódnak a
cemen szemcsék elüle én, melynek ha ásá a elek osz-
a ikus aszí óe Ę alakul ki, így a cemen szemcsék e Ęsen
diszpe gálódnak. Ennek köszönhe Ęen a issbe on jobban
bedolgozha ó. A molekulák hosszú oldalláncai é beli
akadály képeznek, emia a kö ési olyama közben egyes
hid a ációs e mékek közö i kapcsolódás nem jön lé e.
A be on össze é elé D . Salem G. Nehme ha á oz a
meg.
3.2. Kísé le i el endezés
Az el é Ę be onössze é elek Ęl 12 db, 150 mm élhosz-
szúságú p óbakocká készí e ünk. Semmilyen ömö í és
nem égez ünk, a p óba es ek a nehézségi e Ę ha ásá a
ömö öd ek.
A p óbakockáka az MSZ 4798-1:2004 elĘí ásainak
meg elelĘen a kizsaluzás ól a ö és elĘ i 15. pe cig ízben
á ol uk.
A be on nyomószilá dságá 2, 7, 14, ill. 28 napos ko -
ban, 3-3 db p óbakockán ha á oz uk meg, FORM+TEST
ípusú 3000 kN-os e Ę ezé el e helĘ-be endezéssel, az
MSZ 4798-1:2004 elĘí ásainak meg elelĘen, 11,20 kN/s
e Ęlép ékkel.
4. Kísé le i e edmények
4.1. F issbe on jellemzĘk
Az 1. ábláza a különbözĘ be on ecep ú ák (1–12) e-
ülési é ékei oglalja össze. A e ülések kísé le eink ala
640 mm és 740 mm közö i é ékek e adód ak, melyek
meg elelnek az ön ömö ödĘ be onokkal szemben ámasz o
e ülési kö e elményeknek. A konzisz encia- és a ö éskép-
izsgála ok so án szé osz ályozódás nem apasz al unk.
4.2. Nyomószilá dság
A megszilá dul be on a jellemzĘ ulajdonságoka (nyo-
mószilá dság 2, 7, 14 és 28 napos ko ban, nyomószilá dság
28 napos ko a ona koz a a 2, 7 ill. 14 napos ko ban,
megszilá dul be on ned es es sĦ Ħsége) a 2. ábláza ban
közöljük.
2. áb a. Nagyszilá dságú be onok kö e elményei (Nawy, 1996)
Fig. 2. Requi emen s o high-s eng h conc e e
68 Épí Ęanyag 59. é . 2007. 3. szám
Recep ú a
száma
Cemen Kiegészí Ę adalékanyag Finom- ész
a alom
HĘmé sékle i ada ok Te ülés
[mm]
Típus Mennyiség
[kg/m3]
Típus Mennyiség
[kg/m3]
Le egĘ
[°C]
Be on
[°C]
1 CEM II 32,5 400 Kohósalak 200 600 32,1 32,8 680
2 CEM II 42,5 400 Kohósalak 200 600 32,4 32,8 680
3 CEM II 32,5 440 Kohósalak 190 630 32,0 32,6 740
4 CEM II 42,5 440 Kohósalak 190 630 31,5 31,1 690
5 CEM II 32,5 400 MészkĘlisz 200 600 26,1 24,3 690
6 CEM II 42,5 400 MészkĘlisz 200 600 27,1 24 700
7 CEM II 32,5 440 MészkĘlisz 190 630 24,7 26,1 700
8 CEM II 42,5 440 MészkĘlisz 190 630 24,6 27,6 710
9 CEM II 32,5 400 MészkĘlisz 160 600 24,2 25,9 650
Szilikapo 40
10 CEM II 42,5 400 MészkĘlisz 160 600 24,3 27,2 660
Szilikapo 40
11 CEM II 32,5 440 MészkĘlisz 146 630 25,0 28,1 640
Szilikapo 44
12 CEM II 42,5 440 MészkĘlisz 146 630 25,4 27,6 660
Szilikapo 44
Recep ú a
so száma
Nyomószilá dság 150 mm
élhosszúságú p óbakockán
Rela í nyomószilá dság 28
napos ko a ona koz a a, %
Rela í nyomószil. 28
napos ko a és
5. sz. ecep ú á a
ona koz a a, %
Megszilá dul be on
es sĦ Ħsége,
kg/m3
2 7 14 28 2 7 14 28
Napos Napos
1 36,6 55,3 60,5 66,6 54,9 83,0 90,8 100 128,3 2347, 6
2 56,4 76,8 81,8 90,5 62,4 84,9 90,5 100 174,3 2399,5
3 35,3 56,6 62,9 73,2 48,3 77,3 85,9 100 141,0 2358,8
4 54,2 79,5 83,1 93,4 58,0 85,1 88,9 100 180,0 2418,6
5 26,4 38,1 43,6 51,9 50,8 73,4 84,1 100 100,0 2299,6
6 49,8 58,4 65,6 73,5 67,8 79,5 89,3 100 141,6 2423,1
7 29,9 43,8 52,0 59,1 50,6 74,1 87,9 100 113,9 2370,5
8 51,0 66,0 72,1 74,7 68,3 88,4 96,6 100 143,9 2255,2
9 27,1 50,2 62,7 67,4 40,2 74,5 92,9 100 129,9 2335,4
10 44,9 68,5 79,2 82,9 54,1 82,6 95,6 100 159,7 2386,5
11 31,2 51,7 63,4 71,0 44,0 72,8 89,2 100 136,8 2333,8
12 49,2 68,6 79,1 84,6 58,2 81,1 93,5 100 163,0 2388,2
1. ábláza
F issbe on ulajdonságok (Ko ács J., Csicsely A., 2006), A izsgála oka ellenĘ iz e D . Salem G. Nehme
P ope ies o he esh conc e e (Ko ács J., Csicsely A., 2006), Tes s we e con olled by D . Salem G. Nehme
2. ábláza
F issbe on ulajdonságok (Ko ács J., Csicsely A., 2006), a izsgála oka ellenĘ iz e D . Salem G. Nehme
P ope ies o he esh conc e e (Ko ács J., Csicsely A., 2006), Tes s we e con olled by D . Salem G. Nehme
Épí Ęanyag 59. é . 2007. 3. szám 69
3. áb a. Az á lagos nyomószilá dság alakulása az idĘ ügg ényében
(Ko ács J., Csicsely A., 2006)
Fig. 3. De elopmen o he a e age comp essi e s eng h
as a unc ion o ime
4. áb a. Az ela í nyomószilá dság alakulása az idĘ ügg ényében
(Ko ács J., Csicsely A., 2006)
Fig. 4. De elopmen o he ela i e comp essi e s eng h
as a unc ion o ime
70 Épí Ęanyag 59. é . 2007. 3. szám
5. Ön ömö ödĘ be onok ha ása a szilá dulási
olyama a
5.1. Kiegészí Ę anyagok ha ása a szilá dulási olyama a
Az alábbiakban azonos cemen minĘségĦ, cemen meny-
nyiségĦ, íz/cemen ényezĘjĦ és azonos fi nom ész- a al-
mú, de különbözĘ kiegészí Ę adalékanyag elhasználásá al
készül ke e ékeke hasonlí unk össze. A pon ok a loga-
i musos ügg ényeke helyez ünk, a ko eláció é éke
minden ese ben 0,96 ele i.
A3. áb a alapján megállapí ha ó, hogy a kohósalakkal
készí e ke e ékek be olyásolják legha ékonyabban a nyo-
mószilá dság á lagos é éké , e Ęl – CEM II 32,5 cemen
elhasználása melle – kis mé ékben é el a mészkĘlisz bĘl
és szilikapo ból készí e ke e ék. A mészkĘlisz elhasz-
nálásá al elĘállí o ke e ékek 28 napos á lagos nyomó-
szilá dsága ~80%-a a kohósalakkal elĘállí o ke e ék
nyomószilá dságának. Ennek oka, hogy a kohósalak, min
gyengén hid aulikus kö Ęanyag ész esz a kö ésben.
A4. áb án a ela í nyomószilá dságo (28 napos ko a
ona koz a a) áb ázoljuk az idĘ ügg ényében. Megál-
lapí ha ó, hogy a ko ai ela í szilá dság a mészkĘlisz
elhasználásá al készí e ke e ékek ese én kiemelkedĘ,
CEM II 42,5 cemen minĘség melle megközelí i a 70%-o .
A kohósalakkal készí e ke e ékek ese ében ez az é ék
60% kö üli, még a szilikapo adagolás a ko ai szilá dságo
á lagosan 50% kö üli é ékĦ e szo í ja le. Megállapí ha ó
o ábbá, hogy a nagyobb szilá dsági osz ályú cemen
elhasználásá al készí e ke e ékek ko ai ela í nyomó-
szilá dsága ked ezĘbb.
5.2. Cemen ípusa ha ása a szilá dulási olyama a
Az 5. áb ából és 2. ábláza ból megállapí ha ó, hogy a
CEM II 42,5-bĘl készül be onok nyomószilá dsága nagyobb,
min a CEM II 32,5-bĘl készül be onoké. To ábbá a ela í
kezde i szilá dság (2 napos ko ban) a CEM II 42,5-bĘl készül
be onok ese én nagyobb (44,9%–56,4% közö ) ol , min a
CEM II 32,5-bĘl készül be onok (26,4%–36,6%) ese én.
A6. áb án a 28 napos nyomószilá dságo áb ázoljuk
a íz/cemen ényezĘ ügg ényében. Mi el a kohósalak
gyengén hid aulikus anyag, a íz/cemen ényezĘ megha-
á ozása so án a számí o cemen mennyisége a ke e ék-
ben lé Ę kohósalak mennyiség 20%-á al megnö el ük. E
sze in a kohósalak elhasználásá al készí e ke e ékeknél
400 kg/m3, kohósalak nélkül 440 kg/m3 cemen elhasználá-
sa melle é ük el a 0,37-es é ékĦ íz/cemen ényezĘ .
Az endenciák alapján megállapí ha ó, hogy CEM II 32,5
cemen elhasználása ese én a szilikapo elhasználásá al
készí e ke e ékek – azonos íz/cemen ényezĘ melle
(0,37) – jobb nyomószilá dsági e edményeke ad ak, min
a kohósalakkal agy mészkĘlisz el készí e ke e ékek.
CEM II 42,5 cemen elhasználása ese én, szin én azonos
íz/cemen ényezĘ melle , ill. ke esebb cemen a alomnál
azonban a kohósalak 8–10%-kal nagyobb á lagos nyomó-
szilá dsági é ékeke ado , min a szilikapo al készí e
ke e ék. A csak mészkĘlisz el készí e ke e ékek á lagos
nyomószilá dsági é ékei kb. 10–15%-kal elma adnak a
öbbi ke e ék nyomószilá dsági é ékei Ęl.
A7. áb án 28 napos nyomószilá dsághoz iszonyí o
2 napos szilá dságo áb ázoljuk %-ban ki ejez e a íz/ce-
men ényezĘ ügg ényében. Az áb a alapján megállapí -
5. áb a. A be onok idĘbeni nyomószilá dsági olyama a
Fig. 5. De elopmen o he comp essi e s eng h o conc e e as a unc ion o ime

Épí Ęanyag 59. é . 2007. 3. szám 71
ha ó, hogy kohósalak elhasználása melle a íz/cemen
ényezĘ csökkenésének ha ásá a a ko ai ela í szilá dság
is csökken , mészkĘlisz ese én nem ál ozo , szilikapo
ese én 5%-o nĘ . Megállapí ha ó o ábbá, hogy CEM II
42,5 cemen elhasználása ese én 10–20%-os ko ai ela í
szilá dság nö ekedés é he Ę el. Figyelem e mél ó e ed-
mény a mészkĘlisz el készí e ke e ékek közel 70%-os
ko ai ela í nyomószilá dsága.
5.3. Kiegészí Ę anyagok és a fi nom ész a alom ha-
ása a szilá dulási olyama a
Jelen ejeze ben a nyomószilá dság ál ozásá izsgál-
juk a fi nom ész- a alom ügg ényében. A fi nom ész- a a-
lom megha á ozásánál a cemen és a kiegészí Ęfi nom ész
mennyisége melle fi gyelembe e ük a elhasznál homok
0,125 mm szemnagyság ala i mennyiségé is (3%).
Megállapí ha ó, hogy CEM II 32,5 cemen elhaszná-
lása ese én 5%-os fi nom ész- a alom nö ekedés ese én
5–15% nyomószilá dság nö ekedés é he Ę el, ami mész-
kĘlisz kiegészí Ęfi nom ész melle a legin enzí ebb (8.
áb a). Nagyobb szilá dságú cemen elhasználása ese én
ez a szilá dság nö ekedés mindössze 3,5%.
A9. áb án 28 napos nyomószilá dsághoz iszonyí o
2 napos szilá dságo áb ázoljuk %-ban ki ejez e a fi nom-
ész- a alom ügg ényében. A 9. áb a alapján megálla-
pí ha ó, hogy a fi nom ész a alom nö elése kohósalak
ese én 7–12%-os ko ai ela í szilá dságbeli csökkenés
okoz, még mészkĘlisz elhasználása ese én nem ál oz a
az é éken. A szilikapo a almazó ke e ékek ese ében
azonban 10%-os nö ekedés apasz alha ó.
6. Megállapí ások
ABudapes i MĦszaki és Gazdaság udományi Egye em
Épí Ęanyagok és Mé nökgeológia Tanszékének labo a ó i-
umában kísé le eke égez ünk nagyszilá dságú ön ömö-
ödĘ be on elhasználásá al.
Labo a ó iumi izsgála aink köz e len célja a be on ech-
nológiai jellemzĘk ha ásának megha á ozása a szilá dulási
olyama ok a, ill. a 28 napos á lagos nyomószilá dság a.
Kísé le i ál ozók ol ak:
- a cemen ípusa CEM II/B-S 32,5 R;
CEM II/A-S 42,5
- a cemen a alom 400 kg/m3; 440 kg/m3
- a kiegészí Ęfi nom ész kohósalak; mészkĘlisz ;
ípusa mészkĘlisz + szilikapo
- a fi nom ész- a alom 600 kg/m3; 630 kg/m3
- a 2. és 4. pon ha ásá a
a íz/cemen ényezĘ,
min kísé le i ál ozó
6. áb a. A nyomószilá dság alakulása
a íz/cemen ényezĘ ügg ényében
Fig. 6. De elopmen o he comp essi e s eng h as a unc ion
o he wa e /cemen a io
7. áb a. A 2 napos ela í nyomószilá dság alakulása
a íz/cemen ényezĘ ügg ényében
Fig. 7. The 2-day ela i e comp essi e s eng h as a unc ion
o he wa e /cemen a io
72 Épí Ęanyag 59. é . 2007. 3. szám
Kísé le i állandók ol ak:
- az adalékanyag szemeloszlási gö béje
- íz a alom =162 l/m3
Kísé le eink so án az alábbi izsgála oka égez ük el:
- konzisz encia ( e ülés)
- nyomószilá dság 150x150x150 mm mé e Ħ p óba-
kockán mé e
• 2, 7, 14, ill. 28 napos ko ban
Kísé le i e edményeink alapján megállapí ha ó:
a) A kísé le eink so án izsgál kiegészí Ęfi nom ész
ípusok közül a kohósalak be olyásolja legked ezĘb-
ben a ko ai és 28 napos nyomószilá dság é éké .
b) Nagy ko ai ela í szilá dságú be onok készí éséhez
a mészkĘlisz bizonyul a legha ékonyabbnak.
c) Azonos íz/cemen ényezĘjĦ ke e ékek ese én a
kohósalak hid aulikus kö Ęképessége mia ke esebb
cemen mennyiség elhasználása melle is nagyobb
nyomószilá dsági é ékek adódnak.
d) A íz/cemen ényezĘ leszo í ásá al a ko ai ela í
nyomószilá dság kohósalak elhasználása ese én
csökken , mészkĘlisz és szilikapo adagolás melle
nö ekedés apasz al unk.
e) Kisebb szilá dsági osz ályú cemen elhasználás
ese én kis mé ékĦfi nom ész- a alom nö eléssel
is nyomószilá dság nö ekedés é he Ę el.
) A fi nom ész- a alom nö elése kohósalak ese én
kis mé ékben csökken i, mészkĘlisz ese én nem
ál oz a ja, szilikapo adagolás melle nö eli a ko ai
ela í nyomószilá dságo .
7. Köszöne nyíl ání ás
Megköszönjük Csányi E ikának és Csicsely A ilának a
labo a ó iumi izsgála ok so án nyúj o segí ségé .
I odalom
[1] Edwa d G. Nawy (1996): Fundamen als o high s eng h high
pe o mance conc e e, Logman G oup Limi ed pp. 23
[2] Okamu a, H. and Ozawa, K. (1995): „Mix-desing o sel -compac-
ing conc e e.” Conc e e, Lib a y o JSCE, 25, 107–120.
[3] Ko ács J., Csicsely A. (2006): Nagyszilá dságú ön ömö ödĘ be o-
nok, Tudományos, Diákkö i Dolgoza
[4] Okamu a, H. and Ouchi, M. (2003): Sel -compac ing Conc e e,
Jou nal o Ad enced Conc e e Technology Vol. 1, No. 1, 5–15,
Ap il 2003.
8. áb a. Az á lagos nyomószilá dság alakulása
a fi nom ész- a alom ügg ényében
Fig. 8. De elopmen o he a e age comp essi e s eng h
as a unc ion o he fi ne pa icles con en
9. áb a. A 2 napos ela í nyomószilá dság
a fi nom ész- a alom ügg ényében
Fig. 9. The 2-day ela i e comp essi e s eng h
as a unc ion o he fi ne pa icles con en