Vrste betona - GF:UNMO:BA

Beton
Predavanje, 21.09.2012.

Betoni
⇒
⇒
Vještački kameni materijal dobijen očvršćavanjem mješavine
nekog vezivnog materijala i agregata (granulata)
Vezivni materijal: gips, kreč, cement, asfalt, epoksi smole i dr.
Vrste betona
• Gips-beton
•Kreč-beton
• Cement-beton
• Asfalt-beton
• Epoksi-beton

Vrste cementnog betona
• Laki (γ=1900kg/m 3 )
• Obični i (γ=1900kg/m 3 - 2500kg/m 3 )
• Teški (γ=2500kg/m 3 )
Komponente betona
• Agregat (70-80% u ukupnoj masi betona)
• Cement (10-20% u ukupnoj masi betona)
• Voda
• Aditivi

Podjela agregata
Šematski prikaz agregata

Prirodni agregat
●
−
−
−
−
Prirodno nevezane stijene
Drobina: raspadnuti stijenski materijal sa nezaobljenim i uglastim
zrnima homogenog sastava
Šljunak: nevezani sediment sa manje ili više zaobljenim
zrnima heterogenog sastava, krupnoće od 4 do125mm
Pijesak: stepen usitnjenosti znatno veći, zrna krupnoće do 4mm
Standardni pijesak: 96% S i O 2 i 0,5% muljevitih sastojaka
-fina frakcija 0,09/0,5mm 33%
-srednja frakcija 0,5-1,0mm 34%
-krupna frakcija 1,0-2,0mm 33%

Prirodni agregat
● Drobljen i mljeven e kamen:
⇒ usitnjavanjem lomljenog kamena
-drobljenac od 4 do 125mm
-drobljeni pjesak ispod 4mm
-kameno brašno ispod 0,125mm
Tehnološka šema dobijanja
drobljenog i mljevenog kamena

Prirodni agregat
Separacija šljunka različitih frakcija

Vještački agregat
●
−
−
−
Otpadni materijali i industrijski nusproizvodi
Ložišna zgura (ostatak sagorijevanja uglja ili koksa):
⇒ materijal za nasipanje, za izradu šljako betona ili šljako blokova
za zidanje
Leteći (elektrofiltarski) ki) pepeo (ostatak na
elektofilterima, sagorijevanjem uglja u termoelektranama):
⇒ izrada različitih elementa za zidanje, slojeva stabilizacije na
putevima i sl.
Kristalna zgura visokih peći (sporim hlađenjem
rastopljene zgure visokih peći):
⇒ za spravljanje maltera i betona, nasipanje podloga na putevima,
izrada zastora kod željeznica i sl.

Vještački agregat
●
−
−
Otpadni materijali i industrijski nusproizvodi
Granulisana zgura (naglim hlađenjem potapanjem u vodu
troske visokih peći):
⇒ dodatak cementima, slična po sastavu klinker portland cementu
Pjenušava zgura (naglim hlađenjem mlazovima vode
rastopljene zgure):
⇒ materijal za toplotnu i zvučnu izolaciju

Vještački agregat
●
−
−
−
Specijalni proizvodi za primjenu u
malterima i betonima
Ekspandirana glina – keramzit (posebnim postupkom
pečenja glinenog tijesta):
agregat za lake betone
Ekspandirani perlit (perlit-kamen silikatnog sastava
izložimo temperaturama od 700 do 1200ºC):
agregat za maltere i lake betone
Ekspandirani vermikulit (vermikulit-stijena alumasilikat
magnezija izložimo kratkotrajno 3 do 5min temperaturama od 800
do 1000ºC):
malteri i betoni visokih termoizolacionih osobina

Materijali za izradu betona
• Agregati g (70-80%):
⇒
⇒
⇒
prirodni šljunak i pijesak, drobljen kamen, razne vrste zgura, pucolana,
ekspandirana glina i sl.
Riječni agregat: jeftiniji, povoljnjiji u pogledu ugradljivosti i obradljivosti
Drobljen agregat: homogeniji u petrografskom pogledu, povećane
mehaničke karakteristike
⇒ Komponente štetne sa aspekta fizičko-mehaničkih svojstava betona:
izmjenjena j (slaba) zrna, glinoviti iti pješčari, lapori i laporoviti karbonati,
argilošisti, mikašisti, filiti, škriljci, gips, glina i glinci, serpentin, liskun, ugalj
i dr.
⇒
Izbor granulometrijskog sastava najznačajnije pitanje tehnologije
betona:
b) postići povoljnu ugradljivost i obradljivost svježe betonske mješavine
a) postizanje odgovarajućih fizičko-mehaničkih osobina očvrslog betona

Materijali za izradu betona
• Agregati g (70-80%):
⇒
0/4, 4/8, 8/16 i 16/31,5mm
⇒
Osnovna podjela:
a) sitan agregat zrna prolaze kroz sita otvora od 4mm
⇒
⇒
prašinaste i glinovite čestice
veća količina može da smanji čvrstoću i otpornost na dejstvo mraza,
poveća upijanje vode, skupljanje i tečenje
b) krupan ne prolaze kroz to sito
⇒
⇒
nominalno najkrupnije zrno agregata (D)
⇒ stvarno najkrupnije zrno agregata (maksimalno zrno) (D max )
Referentne granulometrijske krive za beton i AB:
a) po starim propisima: Fuler i EMPA
b) po novim propisima: DIN 1048

Referentne granulometrijske krive
●
⇒
●
⇒
Fuler:
ukoliko se zahtjeva beton većih čvrstoća, imamo oblik zrna koji nije
povoljan, ako ne postoji primjena efikasnih sredstava za ugrađivanje
(koristimo sitniji agregat - bliže krivoj Fuler)
EMPA:
ukoliko se zahtjeva beton većih čvrstoća, imamo agregat sa zaobljenim
zrnima, imamo efikasna sredstva za ugrađivanje (koristimo krupniji
agregat - bliže krivoj EMPA)

Referentne granulometrijske krive
●
⇒
⇒
⇒
⇒
●
Kontinualna granulometrijska kompozicija:
područje (3), povoljna granulometrijska kompozicija
područje (4), prihvatljiva granulometrijska kompozicija
područje (5), zahtjeva povećanu količinu vode
područje (1) i (2), nedovoljno ugradljivi
Diskontinualna granulometrijska kompozicija(U)

Referentne granulometrijske krive
●
⇒
⇒
Diskontinualna granulometrijska kompozicija:
Prednosti:
⇒ izvanredno velika kompaktnost betona
⇒ visoke fizičko-mehaničke osobine
Mane:
⇒
⇒
ekstrakcija i korištenje samo pojedinih kategorija zrna iz prirodne mješavine
agregata
vrlo teško ugradljivi, potrebene povećane količine vode, što uzrokuje
segregaciju

Komponente betona
• Agregat (70-80%):
⇒
Oblik i veličina zrna agregata:
⇒ za zrna krupnija od 4mm važi ne više od 20%
⇒ pljosnatih (δ : b ≤ 0.5)
⇒ i duguljastih zrna (l : b : δ ≥ 1.5)
⇒
⇒
zapreminski koeficijent po Foriju:
k F
= s
⇒ kf>0,15 za drobljen agregat
V
⇒
kf>0,18 za prirodni agregat
nominalno najkrupnije zrno u AB konstrukciji:
V
k
D
D
≤
a
min
/ 3
≤ 1,25
⋅
e
min

Komponente betona
• Agregat (70-80%):
⇒
Efekat rešetke i efekat zida:
⇒ Efekat rešetke:
⇒ Er

Komponente betona
• Nastajanje klinker minerala (cementa):
(KRECNJAK) +
(supstance - nosioci
hidraulicnosti)
zagrijavanje
na 1450°C
klinker
minerali
CaO (C)
SiO (S)
2
Al O (A)
2 3
Fe O (F)
2 3
trikalcijumsilikat
3CaO·SiO (C S)
2 3
dikalcijumsilikat
2CaO·SiO
2
(C S)
2
trikalcijumaluminat
3CaO·Al O (C A)
2
3 3
tetrakalcijumaluminat- ferit
4CaO·Al O ·Fe O (C AF)
2 3 2 3 4

Cement
• Mineralni sastav portland cementa:
- C 3 S (alit) 45-60%
- C 2 S (belit) 20-30%
- C 3 A 4-12%
- C 4 AF 10-20%
• Hemijski sastav portland cementa:
- CaO (vezana) 62-67% 67%
- SiO 2 19-25%
- Al 2 O 3 2-8%
- Fe 2 O 3 1-5%
- SO 3 najviše 3,5-4,5%
- CaO (nevezan) najviše 2%
- MgO najviše 5%
- alkalije (Na 2 O i K 2 O) 0,5-1,3%

Podjela cementa
• Cementi na bazi portland cementnog klinkera:
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
Portland cement
Portland cement sa dodatkom zgure
Portland cement sa dodatkom pucolana
Portland cement sa mješanim dodatkom
Metalurški cement
Pucolanski cement
Metalurški cement sa dodatkom pucolana
Cementi niske toplotne hidratacije
Bijeli portland cement
Sulfatnootporni cement
• Specijalne vrste cementa:
−
−
−
Aluminatni cement
Supersulfatni cemente Ekspanzivni cement

Komponente betona
• Cement (10-20%) :
(1) čvrstoća cementa
(2) toplotna hidratacija
(3) hemijska otpornost
⇒
Vrste cementa:
a) Najveći broj objekata
⇒ portlant cementi sa dodacima (pucolana, zgure i pucolana)
b) Objekti velikih masa (brane, masivni zidovi i sl.)
⇒ cementi niske toplotne hidratacije
c) Objekti izloženi djelovanju agresivnih tečnosti ili gasova
⇒ cementi otporni na hemijske agense
⇒
Količine cementa:
a) minimalno 250kg/m 3 za AB konstrukcije
b) minimalno 300kg/m 3 za AB konstrukcije izložene atmosferskim uticajima
c) minimalno 350kg/m 3 za AB konstrukcije izložene djelovanju agresivne
sredine

Cement
e ⇒ Na izbor količine cementa utiču: zahtjevane fizičko-mehaničke
karakteristike betona, uslovi eksploatacije konstrukcije, veličina najkrupnijeg
zrna agregata, granulometrijski sastav agregata, sredstava za transport i
ugrađivanje betona, temperatura sredine pri ugrađivanju i pri njezi betona i
dr.
⇒ Količina cementa funkcija granulometrijskog sastava
agregata
⇒ za betone koji neće biti izloženi hemijskim agensima
min
M
c
=
550
5
D
⇒ za betone koji će biti izloženi i hemijskoj j agresiji
min
M
c
700
=
5
D

Komponente betona
• Voda (0,45-0,65):
⇒ Voda je podesna za spravljanje betona ako je:
• vodonikov pokazatelj (pH) u granicama 4,5-9,5pH
• sadržaj sulfatnih jona < 2700 mg/l vode
• količina hloridnih jona do 300 mg/l
• indeks organskih sastojaka do 200 mg/l
• ukupna količina rastvorenih soli nije veća od 5000 mg/l

Komponente betona
• Dodaci (Aditivi)
• Plastifikatori:
⇒
poboljšavaju ugradljivost i obradljivost
⇒ smanjuju količinu vode od 10% do 15%
⇒
⇒
fino dispergovani materijali: bentonit, elektrofilterski pepeo, pucolani
i dr.
doziraju se u količini od 0,2 do 3% u odnosu na masu cementa
• Superplastifikatori:
⇒ smanjuju j količinu vode preko 30%
⇒ vodeni rastvori sulfonovanog melamin formaldehida,sulfonovanog
naftalin formaldehida ili modifikovanog lignosulfonata
⇒ specifične mase od 1100-1200kg/m1200kg/m 3

Komponente betona
• Dodaci (Aditivi)
• Aeranti (uvlačivači vazduha):
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
povećava se otpornost na dejstvo mraza
formiraju mjehuriće vazduha od 0,0101 do 0,3mm, koje smanjuju
kapilarno upijanje vode, dobija se prostor za širenje leda
doziraju se u količini od 0,5-1%u odnosu na masu cementa
koriste se kod betonskih kolovoza, aerodromskih pista, kanala i sl.
kombinovano dejstvo mraza i soli:

Komponente betona
• Dodaci (Aditivi)
• Akceleratori (ubrzivači):
⇒
⇒
betoniranje po hladnom vremenu, brzi prirast čvrstoće, hitne
intervencije i sl.
alkalni silikati i aluminati (od 0,1%), kalcijum hlorid CaCl 2 (od 0,2 do
2%), natrijum hlorid, natrijum sulfat, natrijum nitrat (od 2-5%)
• Retarderi (usporivači):
⇒ betoniranje na visokim temperaturama, transportovanje na veće
udaljenosti, betoniranje bez prekida i sl.
⇒ sadra CaSO 4 ⋅H 2 O, dekstrin, razne vrste šećera(glukoza, saharoza),
glicerin, oksidi cinka i olova
⇒ dodaju se u količini od 0,1%

Komponente betona
• Dodaci (Aditivi)
• Antifrizi:
⇒
⇒
⇒
⇒
snižavaju tačku smrzavanja vode
betoniranje na niskim temperaturama (

Osobine svježeg betona
• Homogenost mješavine
⇒ isti sastav u cijeloj mješavini (jednakost konzistencije)
⇒ razlike najviše do 5%
• Segregacija betona:
⇒
⇒
⇒
izdvajanje krupnijih zrna agregata (transport, ugrađivanje, vibriranje)
izdvajanje vode (nakon ugrađivanja)
manjak nekih frakcija u agregatu, manja količina cementa od
potrebne, korištenje veće količine vode
• Konzistencija, ugradljivost i obradljivost betona:
⇒
⇒
⇒
⇒
kruta
slabo plastična
plastična
tečna
• Zapreminska masa
• Mehanička otpornost
• Procenat uvučenog vazduha
• Vertikalni i horizontalni pritisak na oplatu

Konzistencija
Abramsov konus
• Metoda slijeganja
⇒
⇒
⇒
3 sloja po 25 udaraca (metalne letvice)
ocjena konzistencije Δh
plastičnije betonske smjese
• Metoda rasprostiranja
⇒
⇒
⇒
2 sloja (drvene letvice 4x4cm)
ocjena konzistencije r 1 ir 2 (3 ispitivanja)
plastične i tečne betonske smjese

Konzistencija
• VEBE metoda
⇒
⇒
⇒
Abramsov konus, 3 sloja po 25 udaraca
ocjena konzistencije Vebe stepeni (N)
kruće betonske smjese
V 0 - zapremina betona prije vibriranja (V =5.5 3 0 dm )
V 1 - zapremina betona poslije vibriranja
t - vrijeme vibriranja u sekundama

Konzistencija
• Metoda slijeganja vibriranjem (metoda zbijanja)
⇒
⇒
⇒
visina i pada pri sipanju mistrijom ij 10cm
ocjena konzistencije z
vibrirane betonske smjese

Konzistencija
Mjere slijeganja svježeg betona u zavisnosti od količine vode i
krupnoće agregata

Osobine svježeg eg betona
• Zapreminska masa betona
⇒
⇒
⇒
kalupi za ispitivanje mehaničkih karakteristika očvrslog betona (kocke 20cm)
ugradnja indentična ulovima ugradnje u datu konstrukciju
kod pervibratora se koristi kalup sa nastavkom, sloj pjeska 10-15cm
m b,sv
V b,sv
- masa svježeg betona u kalupu
- zapremina kalupa

Osobine svježeg eg betona
• Mehanička otpornost svježeg betona
⇒
betonske konstrukcije opterećene u kratkom roku nakon ugrađivanja
⇒ zavisi od vodocementnog faktora (m v /m c )
⇒
⇒
agregat sa granulometrijskim sastavom koji obezbjeđuje dobru
“upakovanost” zrna i snažno zbijanje tokom ugrađivanja
čvrstoća pri pritisku od 0,1- 0,3MPa i čvrstoća pri zatezanju oko 100 puta
manja

Osobine svježeg eg betona
• Procenat uvučenog vazduha u svježi beton
⇒
⇒
⇒
Bojl-Mariotov zakon (tzv. metod pritiska)
smanjenje zapremine uzorka betona izloženog pritisku iznad atmosferskog
snižavanje nivo vode u cijevi odgovara smanjenju zapremine vazduha u
betonu (izraženo u procentima)

Osobine svježeg eg betona
• Vertikalni i horizontalni pritisak svježeg betona na
oplatu
g b,sv - zapreminska masa svježeg betona (t/m 3 )
h
- visina betona u m
⇒ zona visine h 1 (beton svjež i osjećaju se
uticaji sredstava za ugradnju)
⇒ zona visine h 2 (beton svjež, na početku
vezivanja i ne osjećaju se uticaji sredstava za
ugradnju)
⇒ zona visine h 3 (otpočeo proces vezivanja i
očvršćavanja betona)
ρ
≅
17,5
° y =
h1 =
1,0
m p
≅
13
kN
/ m
ρ →
h M
0 y = h
m
1 = 1,0m
phV ≅ 24kN
/
2
2

Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
• Čvrstoća betona
⇒
⇒
⇒
⇒
područje “a” nedovoljno kompaktiran kti beton (kruta konzistencija)
ij područje “b” najbolje kompaktiranje (plastična konzistencija)
područje “c” čvrstoća opada (tečna konzistencija)
područje “d” segregacija betona

Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
• Čvrstoća betona pri pritisku
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
cilindar, prizma, odnosi dimenzija (h/a=3)
kocka 20x20x20cm
brzina nanošenja opterećenja (0,2-0,8MPa/s)
postupak ugrađivanja betona
režim njege uzorka
nominalno najkrupnije zrno agregata
Koeficijenti konverzije

Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
• Čvrstoća betona pri pritisku ⇒ Marka betona
⇒
normirana (uslovna) čvrstoća, t 20x20x20cm, 28 dana
⇒ 20±4h u kalupima, temperature 20°C
⇒
⇒
⇒
⇒
do ispitivanja u vodi ili u prostoriji sa 95% vlažnosti i 20°C temperaturom
prirast napona od 0,2-0,8MPa/s
MB10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60
Tri kriterijuma:
⇒
Kriterijum 1 (3,6,9,12 ili 15 uzoraka)
m
≥
MB
+
k
x
1
3
≥ MB − k
2
1
⇒
⇒
Kriterijum 2 (10≤n≤30)
⇒ poznata vrijednost standardne devijacije
Kriterijum 3 (15≤n≤30)
⇒ procjenjena vrijednost standardne devijacije
S
no
=
S
n
no
m − 2
∑ ( no x i ) mno ≥ MB + 1,
25S
i=
1
x1 ≥ MB − 4( MPa)
n
=
n
∑
i=
1
o
( m
n
− x
n −11
i
)
2
m
n
≥ MB + 1,3S
no
x1 ≥ MB − 4( MPa)
n

Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
• Čvrstoća betona pri pritisku
Ispitivanje cilindra
Ispitivanje kocke

Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
• Čvrstoća betona pri pritisku

Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
• Čvrstoća betona pri zatezanju:
⇒
⇒
zavisi od niza faktora: vrste agregata, sadržaja cementa, vodocementnog
faktora, postupka spravljanja, ugrađivanja i njege
direktno aksijalno zatezanje
κ = 0,12 za
κ = 0,10 za
κ = 0,07 za
f
f
f
p
p
p
= 20MPa
= 30MPa
= 50MPa
κ =
f /
p
f
z
⇒
cjepanjem po izvodnici cilindra
f
zc
2Pgr
= f z / f zc = 0, 85
πdl
⇒
savijanjem
f
zs
=
6M
M
b ⋅ h
gr
2
f z / f zs ≅ 0,60
f
zs
/ f = 1−1,25
z

Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
• Čvrstoća betona pri čistom smicanju:
⇒ zavisi od: otpornosti ost na smicanje krupnog agregata, čvrstoća spoja
(adhezije između agregata i cementnog kamena)
⇒
pretpostavka je da su naponi smicanja pri lomu ravnomjerno raspoređeni
po površini presjeka po kojoj se vrši smicanje
f
τs
=
P
gr
2F
τ
f
τs
f
τs
= (0,07 − 0,08)
≅ 2 f
z
f
p
⋅
f
z

Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
• Vodonepropustljivost betona
⇒
⇒
⇒
⇒
zavisi od: vodocementnog faktora, stepena hidratacije cementa, od
poroznosti cementnog kamena, strukture pora (otvorene i zatvorene
pore), svojstva cementa i agregata, načina ugrađivanja, njege
mikrokapilari do 10 -7 mm, makrokapilari preko 10 -7 mm
150/150mm (ili na 200x200x150mm)
donja površina prečnika 100mm ohrapavi se i izlaže pritisku
⇒ uzorci stari 28 dana, a, 7 dana a prije početka ispitivanja u prostoriju o sa 65%
vlažnosti i temperaturom od 20°C
⇒
marka vodonepropusnosti: V-2(3 uzorka),V-4, V-6, V-8 i V-12 (6 uzoraka)

Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
• Otpornost prema dejstvu mraza
⇒
⇒
zavisi od: kompaktnosti betona (kapilarne pore preko10 -7 mm)
dvije metode
⇒ destruktivna (ispitivanje čvrstoće pri pritisku, min 75%)
⇒ nedestruktivna (ispitivanje dinamičkog modula elastičnosti, min 75%)
⇒
⇒
marke otpornosti na mraz: M-50,M-100,M-150,M-200,M-250,M-300
• Destruktivna ispitivanja: iti ⇒
⇒
⇒
15 uzoraka kocke od 15cm ili 20cm, ili kernovi (9 etalona, 6 za ispitivanje)
za M-50, 6 uzoraka (3 etalona, 3 za ispitivanje)
smrzavanje -20°C (4h) – odmrzavanje 20±3°C (4h)
• Nedestruktivna ispitivanja:
⇒
3 uzorka prizme 10x10x40cm
istovremeno dijelovanje mraza i soli (NaCl)

Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
• Otpornost na habanje
⇒
⇒
⇒
⇒
zavisi od čvrstoće i tvrdoće površinskog sloja
cementi visokih klasa
niski vodocemnetni faktori
drobljeni agregat g (krupne frakcije, min sitnih frakcija)
• Otpornost na hemijske agense
⇒
⇒
⇒
⇒
zavisi od hemijske otpornosti cementa i kompaktnost betona
niski vodocemnetni faktori
efikasno ugrađivanje (kompaktiranje)
njega betona
• Deformacije pod uticajem kratkotrajnih t opterećenja
ć ⇒
⇒
⇒
radni dijagram
modul elastičnosti
Poasonov koeficijent

Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona
• Deformacije pod uticajem kratkotrajnih opterećenja
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
radni dijagram (σ-ε)
“1”(betoni većih čvrstoća), “2” (betoni manjih čvrstoća)
režim diktiranog povećanja napona 0,6±0,4MP/s
tangnetni modul elastičnosti tgα tg
sekantni modul elastičnosti tg α σ = E ⋅ε
= tgα
⋅ε
⇒
modul elastičnosti
⇒ odnos poprečnih i podužnih dimenzija uzorka >2
⇒ (0,3-0,5) f p u područje radnih napona
Δσ
E = E = 9 ,25
⋅ 3 f + 10
Δε
k
⇒
Poasonov koeficijent (μ)
⇒ odnos poprečnih i podužnih dilatacija uzorka
⇒
μ=0,15-0,25 150 (u području radnih napona)
⇒ μ=0,4-0,5 neposredno pred lom (pop.deformacije 0,8-1,0mm/m 1 )

Reološke osobine očvrslog betona
• Skupljanje betona
⇒
⇒
zavisi i od: vrste i količine cementa, granulometrijskog sastava agregata,
količine vode, finoće mliva, temperature i vlažnosti sredine, načina
ugrađivanja i njege, starosti, dimenzija uzorka i dr.
Tri komponente skupljanja su:
a) skupljanje usljed kontrakcije produkata hidratacije (hidrataciono
skupljanje)
b) skupljanje pj j usljed isparavanja vode (plastično skupljanje) pj j c) skupljanje nakon završetka procesa vezivanja (hidraulično skupljanje)
⇒
⇒
⇒
komparateri, deformetri, ekstenzometri
kriva “1” kondicionirani termohigrometrijski uslovi
kriva “2” spoljašnja sredina

Reološke osobine očvrslog betona
• Skupljanje betona
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
komparateri, deformetri, ekstenzometri
2≤h/a≤4, a≥4D (3 uzorka)
2h na temperaturi 20°C, relativnoj vlažnosti 90% (vade se iz kalupa)
48h u pijaćoj vodi (20°C)
nakon 72h vade se iz vode i izlažu termohigrometrijskim uslovima (20°C,
relativne vlažnosti 40, 70 ili 90%)
nulto očitavanje 72h
mjerenja nakon 4, 7, narednih 7 dana, ne manje od 3 mjeseca
d
m
=
2A
b
O
b

Reološke osobine očvrslog betona
• Tečenje betona
⇒ (0,3-0,5)f p linerarno tečenje
⇒ 9 uzorka:
⇒ 3 uzorka za mjerenje skupljanja (“a”)
⇒ 3 uzorka za određivanje f p (“b”)
⇒ 3 uzorka za mjerenje ukupnih deformacija pod konstantnim naponom σ k (“c”)
⇒ nulto očitavanje 72h (“a” i “c”)
⇒ u vremenu t k (“b”), konstantan napon σ k ≤f p /3
⇒ mjerenja nakon 4, 7, narednih 7 dana, ne manje od 3 mjeseca

Proizvodnja betona
• Prema PBAB dvije kategorije betona:
⇒ BI: bez predhodnih ispitivanja betona (MB10,15,20,25) 15 25)
⇒
propisane min količine cementa
⇒ cement klase 35, plastična konzistencija, max. 16/31,5mm
- MB10 220kg/m 3
- MB15 260kg/m 3
- MB20 300kg/m 3
- MB25 350kg/m 3
⇒ cement klase 45 smanjiti za 10%
⇒ cement klase 25 povećati za 10%
⇒ povećati ć za:
- 10%, pri najvećoj frakciji 8/16mm
- 20%, pri najvećoj frakciji 4/8mm
- 10%, ako se umjesto plastične traži tečna č konzistencija
ij

Proizvodnja betona
• Prema PBAB dvije kategorije betona:
⇒ BII:predhodna ispitivanja betona (sa markama 30 i više)
⇒ srednja čvrstoća pri pritisku betonskih kocki (20cm, 28dana) f k,28 ≥ MB proj +8MPa
⇒ vodonepropustljivost V ≥ V proj +2bara
⇒ habanje H ≤ H proj
⇒ otpornost na mraz M ≥ M proj +50ciklusa
⇒ otpornost na mraz i dejstvo soli MS ≥ MS proj +5ciklusa
⇒ otpornost na hemijske agense (koroziju) OK ≥ OK proj
• Postupci sastavljanja mješavine:
⇒ Projektovanje
⇒
Eksperimentalna provjera uz eventualne korekture sastava
⇒
⇒
svježa betonska smjesa (konzistencija)
očvrsli beton (fizičko-mehaničke osobine)
⇒ Konačno utvrđivanje sastava

Proizvodnja betona
• Određivanje količine vode
⇒
zapreminska masa veća, ć najmanja j količina vode
Vrijednosti k 0 po Fereu

Proizvodnja betona
• Određivanje količine cementa
⇒
poznate veličine: specifična masa cementa i vode, klasa cementa,
čvrstoća betona f k,28
f
k,28
=
⇒ iz dijagrama ili nekog obrasca m v /m c , poznato m v
2
k
γ
(1 + ω ⋅
γ
sc
γ sv
)
klasa
klasa
klasa
klasa
25
35
45
55
k = 180MPa
k = 250MPa
k
=
320
MPa
k = 390MPa
ω = m v / m c

Proizvodnja betona
• Određivanje količine agregata
⇒
⇒
m
γ
⇒
c
sc
m
m
a
v
+ + + v p
γ sa γ sv
= 1
m c - masa cementa [kg]
m a - masa agregata [kg]
m v - masa vode [kg]
⇒ γ sc - specifična masa cementa [kg/m 3 ]
⇒ γ sa - specifična masa agregata[kg/m 3 ]
sa
⇒ γ sv - specifična masa vode [kg/m 3 ]
⇒ v p - volumen pora zarobljenog zraka [1-3%]
• Projektovana zapreminska masa svježe ugrađenog betona
γ = m + m + m
bsv , c v a

Proizvodnja betona
• Eksperimentalna provjera karakteristika betona
⇒ Konzistencija svježe betonske mješavine (V‘ b,sv )
⇒ kruća mješavina, povećati sadržaj vode za 5-10% (istovremeno povećati i
količinu cementa, sačuvati vodocementni faktor)
⇒ tečnija mješavina, dodati količinu agregata za 5-10%(sačuvati granulometrijski
sastav)
⇒ Fizičko-mehaničke osobine očvrslog betona prema projektu (V b,sv )
M
M ′
c′ = V
b′
,
sv
a
M ′
v
= V ′
= V ′
b,
sv
b,
sv
⋅ m
⋅ m
⋅ m
c
⇒ dodaje se aditiv
• Konačno utvrđivanje sastava
a
v
⇒ Na osnovu predhodnih ispitivanja svježeg i očvrslog betona, treba još jednom
p p j j g g , j j
provjeriti mješavinu u pogonu za proizvodnju betona (fabrici betona) i tek
onda pristupiti masovnoj proizvodnji betona

Proizvodnja betona
• Ostali uslovi za mješavine svježeg betona:
⇒
Za BKII, količina cementa i zrna agregata manjih od 0,25mm
⇒ kod agresivne sredine količina cementa ne manja od 350 kg/m 3 ,
v/c najveći 0,5
⇒
⇒
beton izložen djelovanju soli i mraza treba biti aeiran
ukupna količina hloridnih jona u odnosu na količinu cementa ne
veća od 0,4%

Posebne e vrste običnog č og betona
• Pumpani beton:
⇒
⇒
⇒
odgovarajuću obradljivost (Abramsov konus 6-10cm, plastična konzistencija)
dovoljnu količinu maltera
D max ≤1/3 promjera cjevovoda
• Prepakt beton:
⇒
⇒
⇒
⇒
ugradnja agregata, pa zatim cementnog maltera
visok v/c, visoka vodonepropusnost, homogena građa
mala potrošnja cementa (oko 150kg/m 3 ), mala čvrstoća
Primjena: zapunjavanje betonom teško dostupnih mjesta
• Vakumirani beton:
⇒
izvaja se 20% slobodne vode
⇒ smanuje se v/c, povećava gustoća
⇒ vakumiranje posebnim filterskim folijama
⇒ skidanje oplate nakon 1/2h
⇒
Primjena: površine izložene habanju teškim saobraćajem ć ili abraziji riječnih
č ih
nanosa

Posebne e vrste običnog č og betona
• Mlazni beton:
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
špricanje suhe ili vlažne smjese pod pritiskom od 7bara
visoka čvrstoća i vodonepropusnost
suhi postupak: dodavanje vode u zoni mlaznice, kvalitetniji beton,
⇒ mana: neugodna prašina i velika količina otpadnog materijala (do 30%)
mokri postupak: dodavanje vode pri pripremi smjese,
⇒
mana: složena oprema, slabije razvijene tehnologija
Primjena: izvođenje i zaštita pokosa usjeka i iskopa tunela, sanacija
betonskih objekata
• Valjani beton:
⇒
⇒
⇒
koristi se oprema za ugradnju zemljenih materijala (vibrovaljci)
voda se dodaje do optimalne vlažnosti, potrebne za zbijanje vibrovaljcima
Primjena: izgradnja saobraćajnica i masivnih hidrotehničkih objekata, kao
zamjena za slabo nosive dijelove temeljnog tla

Posebne e vrste običnog č og betona
• Beton prefabriciranih elemenata:
⇒
⇒
običan beton
Primjena: proizvodnja betonskih, armirano-betonskih i prenapregnutih
elemenata, kao što su, šuplji blokovi za zidanje od običnog i laganog
betona, betonske cijevi, ivičnjaci, elementi za popločavanje, elementi
polumontažnih stropnih konstrukcija, prenapregnute gredice, betonski
crijepovi, montažni zidni i stropni armirano-betonski elementi i stubišta,
nosači industrijskih hala i dr.

Posebne e vrste običnog č og betona
• Beton prefabriciranih elemenata

Posebne e vrste običnog č og betona
• Beton prednapregnutih elemenata i konstrukcija
⇒
običan beton
• Beton armiran vlaknima (mikroarmirani beton)
⇒
⇒
običan beton sa dodatkom d čeličnih, ih i dr.
visoka čvrstoća pri zatezanju zatezanju, pri savijanju, povećana otpornost
na udar, na zamor, smanjenje skupljanja
Oblici čeličnih vlakana

Mikroarmirani beton
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
Beton armiran tankim organskim ili neorganskim vlaknima:
Čeličnim
Polimernim
Staklenim
Prirodnim
Dodavanjem vlakana poboljšavamo:
Čvrstoću na savijanje
Čvrstoću na zatezanje
Žilavost
Čvrstoću na udar
Otpornost na zamor
Deformaciju skupljanja
j
Dijagram opterećenje-deformacija
u funkciji oblika čeličnih vlakana
Dijagram opterećenje-deformacija
u funkciji količine polipropilenskih vlakana

Mikroarmirani beton
⇒
Beton bez vlakana
⇒
Beton sa vlakanima

Mikroarmirani beton
⇒
Najčešće upotrebljivana vlakna su čelična vlakna
Oblici čeličnih vlakana
⇒
⇒
⇒
Karakteristike čeličnih vlakana:
čvrstoća t zatezanja od 400 do 1200 MPa
količina dodavanja od 0,25 do 2% volumena betona

Mikroarmirani beton
⇒
Karakteristični dijagrami naprezanja-deformacija kod
mikroarmiranog betona sa čeličnim vlaknima
Naprezanje pri zatezanju
Naprezanje pri pritisku
Naprezanje pri savijanju

Mikroarmirani beton
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
Primjena mikroarmiranih betona
Pii Pri izradi privremene tunelske podgrade d – prskani (mlazni) beton
Za izradu industrijskih podova
Osiguranje kosina kod saobraćajnica
Sanacija konstrukcija
Kod prefabrikovanih betonskih elemenata (željeznički pragovi, cijevi, pločnici i sl.)

Primjena mikroarmiranog betona

HVALA NA PAŽNJI