microsoft powerpoint - 6 svje i beton

Graevinski fakultet ZagrebDiplomski studij, smjer Materijali

Bjegovi, D.; tirmer, N.:Teorija i tehnologija betona 1

Svjei beton svojstva i njihov znaajTEORIJA I TEHNOLOGIJA BETONA 2010/11

6. PREDAVANJE

2

Svjei beton

Mort

Cem.pasta

+Sitni agregat

+Krupniagregat

Cement+

voda (dodatak)

Beton

3

Svjei beton

70-80% volumena svjeeg betona agregat Ostalo cementna pasta

30-50% volumena cementne paste cement Ostalo voda

Cementna pasta, mort i beton koncentrirane suspenzijeestica razliitih veliina

Svjei beton Unutarnje sile u svjeem betonu:

Sile kohezije (povrinske sile estica cementa) Sile trenja i interferencije krupnih estica Kapilarne sile od povrinske napetosti tekue faze

Bingham-ov reoloki model svjeeg betona: Beton poinje teiBeton poinje tei naprezanje granice teenja (y) tj. dovoljno veliko

da nadjaa interferenciju krupnih estica

4

Svjei beton Sva svojstva ovrsnulog betona (vrstoa, trajnost...) ovise ostupnju njegove zbijenosti i homogenosti u svjeem stanju

Pretpostavka za kvalitetan ovrsnuli beton lako transportiranje i ugradnja u svjeem stanju bez segregacije dobra zbijenost

5

Nedovoljno zbijanje zrak zarobljen u betonu upljine na povrini (estetski problem, ali moe biti vano i za debljinu

zatitnog sloja armature) slaba kvaliteta betona oko armature loa kvaliteta veze izmeu betona i armature

6



Prekomjerno vibriranje Segregacija betona:

Taloenje krupnog agregata Izdvajanje vode u pasti Vee izdvajanje vode u konstrukciji - porozni dijelovi betona vrlo velikog

v/c omjera

Sadraj krupnog agregata moe varirati od 20 % vol. U gornjojzoni do 60 % vol. U zoni segregacije

7

Potrebna svojstvasvjeeg betona Fluidnost mora biti dovoljno teku da se moe ugraditi uoplatu i oko armature uz odgovarajuu opremu

Zbijenost uhvaeni zrak bi trebao izai pri zbijanju betonapomou vibratora

Stabilnost ili kohezivnost beton bi trebao biti kaohomogena masa (bez segregacija morta od krupnog agregata)

8

Potrebna svojstvasvjeeg betona

Fluidnost Zbijenost

Vea obradljivost laka ugradnja

Poveanje obradljivosti dodavanjem: Vode NEPOELJNO manja vrstoa i trajnost Superplastifikatora POELJNO

9

OBRADLJIVOST

Definicije i zahtjevi za svjei beton Brza homogenizacija u mjealici Pokretljivost u transportu i ugradnji, bez unutranjih lomovamase, lagano zaobilaenje prepreka (armatura, izboine...)

Stabilnost u pogledu homogenosti pri transportu, ugradnji izbijanju te stabilnost na izdvajanje vode

Mala adhezija na kliznu oplatu odnosno cijev pumpe zatransport betona

Dobra adhezija na podlogu Dobra kompaktibilnost Plastinost za zavrnu obradu

10

Zahtjevi za svjei beton

11

Praktini zahtjev Traeno svojstvo Tehniki pojmovi Reoloka svojstva

Pokretljivost pritransportu i ugradnji, tepumpabilnost

Mali otpor teenjuTeenje i preoblikovanjebez unutarnjih lomova

Podmazivanje povrinaFluidnostPlastinost

Mali y graninog slojapaste i mala viskoznostVelika deformacijateenja i kohezija

Stabilnost (homogenostpri transportu iugradnji)

Zadravanje vodeSposobnost paste prispreavanju kretanjakrupnog agregata

Izdvajanje vode

Segregacija

Vea kohezija

Vea viskoznost

Kompatibilnost za datipostupak zbijanja

Mali unutarnji otporMala otpornost napovrini

Unutarnje tranje

Adhezija

Mali yMali modulkompresivnosti

Zagladivost povrine Pogodan udio kohezivnepastePlastinost

Izdvajanje vode

Velika plastinadeformacijaVelika kohezija

SVJEI BETON - pojmovi Pojmovi kojima se definiraju i mjere svojstva svjeeg betona:

obradljivost - konzistencija, izdvajanje vode, segregacija, vrijeme vezanja betona, homogenost betonske mjeavine, temperatura, sadraj pora u svjeem betonu.

12



SVJEI BETON - pojmovi Proireni pojam obradljivosti

REOLOGIJA

Znanost o deformaciji i teenju tvari Opisuje svojstva tekuina i tvari koje pokazuju neku vrstu teenja.

Podjela tekuina Newtonske Ope ne-newtonske Viskoplastine ne-newtonske

Beton svrstavamo u viskoplastine ne-newtonske tekuine Ne dolazi do teenja dok tangencijalno naprezanje ne prijeegranicu teenja

Konzistencija (reologija) Definicija svojstvo materijala, kojim se ono odupiretrajnom mijenjanju oblika i definirano je funkcijom posminonaprezanje teenje

Tako definirano svojstvo konzistencije iziskivalo bikomplicirane ureaje za ispitivanje i dugotrajna mjerenja

16

Konzistencija (reologija) Mjerni postupci na principima reologije komplicirani Razlog meuovisnost kod preoblikovanja svjeeg betonakoje se sastoji od teenja, smicanja i zbijanja:

17

TEENJEZBIJANJESMICANJE

Svjeibeton

Stabilnost

Izdvajanje vode Segregacija

Kompatibilnost

Relativnagustoa

Pokretljivost

Viskoznost Kohezija Unutarnjetrenje

18



Pojmovi u reologiji betona Teenje se definira kao rast deformacije materijala podkonstantnim naprezanjem

Viskoznost se definira kao otpor materijala teenju. Osimmjerenjem u reometru moe se odrediti empirijskimpostupcima

Pojava segregacije dolazi do izraaja osobito u visokimbetonskim elementima. Otpornost segregaciji se izraava kaopostotak koliine betona koja je prola kroz sito otvora 5 mmu odnosu na ukupnu masu. Otpornost segregaciji definira sesamo za vee razrede slijeganja rasprostiranjem (SF) i za vierazrede viskoznosti (VS/VF)

Tiksotropija je pojava promjene parametaragustoe u funkciji mirovanja, odnosno kretanjaestica. Zahvaljujui ovoj osobini beton se lakeugrauje primjenom mehanikih sredstava kaoto su vibratori, pri ijem se djelovanju na betonmjenja njegova gustoa i postaje teniji, aprestankom djelovanja vraa se prvobitnagustoa.

Flokulacija

20

Reologija temeljni pojmovi Za idealno elastino tijelo vrijedi Hookeov zakon pri posmiku:

gdje je: - posmino naprezanje, [Pa] - kut smicanja, [rad] G Coulombov modul posmika, [Pa]

G

Reoloki modeli Reologija nastoji opisati teenje materijala pomouodgovarajuih matematikih modela:

Newtonov Eksponencijalni Binghamov Herscel-Bulkley

22

Binghamov reoloki model

gdje je:

0 - granica teenja materijala(Pa) minimalno naprezanje potrebno zapoetak teenja - koeficijent plastine viskoznosti (Pas) -otpor teenju nakon postignute graniceteenja

0

Binghamov reoloki model Materijal se do granice teenja (0) ponaa kao kruto tijelo, anakon toga dolazi do posminog poputanja i materijal poinjetei.

Poveanje brzine teenja prouzroit e poveanje otpora, anagib () nazivamo plastina viskoznost i ona oznauje mjeruotpora poveanju brzine teenja.



Binghamov reoloki model

25

50

300500

C100

Betonnormalnihvrstoa

Samozbijajuibeton

Pa

Rad/s

pl

.0 pl

Za postizanje stabilnosti betonske mjeavine potrebno jeformirati to viskozniju matricu (pasta i sitne estice), abetonski kompozit to manje viskoznosti.

Ako pasta ima premalu viskoznost doi e do segregacije, a akoje viskoznost prevelika smanjit e se obradljivost mjeavine.

To moe dovesti do pojave da beton tee presporo, preranodolazi do skruivanja betona (tiksotropija), a posljedica je briprestanak teenja.

Plastina viskoznost se smanjuje: Poveanjem volumena paste Poveanjem v/c omjera Upotrebom leteeg pepela

Da bi se postigla optimalna svojstva u svjeem stanju iovrsnulom stanju potrebno je navedene faktore optimizirati

Primjerice, postizanje adekvatne plastine viskoznostipredstavlja osnovu za optimalnu reologiju SCCa

28

Segregacija SCCaTeenje uslijed vlastite teine, alisegregira

Optimalni SCCaTeenje uslijed vlastite teine, odupire se segregaciji

Viskozni SCCTeenje uslijed vlastite teine, ali ljepljiv

ObiniZahtijeva vibraciju

Posmina brzina (1/s)

Posm

ino n

aprez

anje (Pa

)

Kod cementne paste, morta i betona, viskoznost jeproporcionalna koncentraciji vrste tvari prema Krieger-Doughertyjevoj jednadbi :

gdje je: -viskoznost suspenzije, c- viskoznost medija u suspenziji, -volumni udio vrstih estica, m -najvei mogui volumen kojeg vrste estice mogu zauzeti, x-parametar ovisan o obliku estica.

mx

mc

)1(

Osnove reologije

30

ViskoznostBrzina pokretanja betona, onda kada jeposmino naprezanje dosegnuto

Posmino naprezanjePritisak potreban za pokretanje betona

Posmina brzina (1/s)

Posm

ino n

aprez

anje (Pa

)

Sila potrebna za teenje betona

Slijeg

anje

Brzina protokaSlump flow(85 cm)

Slump(5 cm) Mala posmina narezanja Velika posmina narezanja



Viskozimetar je ureaj za odreivanjeposminih naprezanja i viskoznosti Betonska mjeavina se rotira kontrolirano

poveavanom brzinom (posmina brzina)pri emu beton djeluje posminimnaprezanjima na unutarni presjek cilindra

31

Laboratorijski setup za odreivanje pritiskana oplatu Simulacija: stupovi visine do 20 m, brzina ugradnje od 0 m/h do 25 m/h

Pritisak na oplatu kao funkcija vremena Indirektna metoda mjerenja flokulacije Focus Beam Reflectance Measurement (FBRM)

Daje informacije o veliini flokule indirektna indikacija flokulacije In situ informacije o razvoju i veliini estica Visoko razluujua skenirajua laserska greda prelaskom preko

suspenzije mjeri vrijeme trajanja povratka svjetlosne zrake Vrijeme potrebno za skeniranje je mjera veliine estice Greda skenira du ravne linije izmeu dvije toke Mjeri stotine tisua ravnih linija izmeu dvije toke u sekundi Duljina linije: 0,5 1000 m

Povezivanje reologije, pritiska oplate iflokulacije Minislump - parametri

Usporedba posminih naprezanja i viskoznosti srezultatima minislump testa: Reoloka svojstva Haake reostress 150 reometar

Rasprostiranje/vrijeme snimano kamerom

36



Odnos posmine vrstoe i rasprostiranja

Eksperimentalno Teorijski Simulacija Power (eksperiment) Power (simulacija)

Odnos viskoznost/posmina vrstoa (finaltime)

Eksperimentalno Simulacija Linearno (eksperiment)

Pritisak na oplatu Uzroci otkazivanja oplate Neadekvatna kontrola tijekom ugradnje betona

Temperatura i brzina vertikalne ugradnje betona su faktori koji utjeu na razvoj bonihpritisaka na oplatu

Ako se temperatura spusti tijekom graenja, brzina betoniranja je obino smanjenja kako bise umanjili boni pritisci na oplatu, u protivnom moe doi do otkazivanja oplate

Nemogunost pravilnog reguliranja brzine ugradnje betonana horizontalne povrine ilizaobljene krovove moe uzrokovati nebalansirana optereenja i posljedino otkazivanjeoplate

Reologija suspenzije Uobiajeno plastino ili

pseudoplastino ponaanje Poveanje koncentracije estica

utjee na poveanje viskoznosti Flokulirajue estice poveavaju

posmina naprezanja

Plastina viskoznost (Pa s)

Posm

ino n

aprez

anje (Pa

)

Slijeg

anje

SCCSlump flow(85 cm)

Slump(5 cm)

Formirati to viskozniju matricu (pasta i sitne estice), abetonski kompozit to manje viskoznosti

41

Mikro mort

Beton

Filer

Cement

Agregat > 0,125 mm

Voda

Fini mort

Krupniagregat

agregatarmatura

to blokira put??Obinibeton

SCCbeton

Veliina, volumen i mijeanjeagregata zahtijeva odreenivolumen cemente paste da se

osigura teenjeSposobnost protjecanjaZahtijeva se znaajna viskoznost

da bi se osigurao prolazagregata kroz armaturu



Karakterizacija betona primjenom reologije

Paukov dijagram

Plastina viskoznost (Pa s)

Posm

ino n

aprez

anje (Pa

) Utjecaj VMA na stabilnost mjeavine

Izdvajanjeesticaagregata izmjeavine

estice agregata su umjeavine i prisutne pocijelom obodu

Zaobljeni vs ravni rub

Uloga superplastifikatora poveava sposobnost teenja bez promjene viskoznosti

45

dodavanjesuperplastifikatora

dodavanje vode

sposobnost teenja

visko

znos

t

Proces vezivanja i ovravanja betona

46

Poetak ovrivanja

Prestanak mogunosti ugradbe

Vezivanje utjecaj na krutost svjeeg betonaOvrivanje razvoj mjerljive vrtoe

Parametri sastava betona koji utjeu nareoloka svojstva svjeeg betona

Parametri UtjecajSastav betona:Kemijski dodatciMineralni dodatci Znaajan

Karakteristike cementa ZnaajanAgregat:OblikVeliinaVrsta

Znaajan

Koliina vode ZnaajanVrsta mijealice UmjerenoNain mijeanja UmjerenoTrajanje mijeanja UmjerenoTemperatura Umjereno

47

NIST karakterizacija betona primjenomreolokih metodaKategorija Definicija

Ogranien flow testMaterijal tee pod djelovanjem vlastiteteine ili pod djelovanjem pritiska krozuski otvor

Slobodan flow testMaterijal tee pod djelovanjem vlastiteteine, bez ogranienja ili uslijedgravitacionog slijeganja

Vibracijski test Materijal tee uslijed utjecaja vibracija

Rotacioni reometarMaterijal je podijeljen izmeu dvijuparalelnih povrina, pri emu se jedna iliobje rotiraju

48



Ispitne metode odreivanja obradivosti betona

49 50

Konzistencija(graevinska praksa) Na gradilitu se najee pod konzistencijom podrazumijevastanje svjeeg betona izmjereno nekom empirijskom metodomkojom se mjeri nain preoblikovanja uzorka (npr. slijeganje ilirasprostiranje)

Konzistencija betona mora se ispitivati vrlo esto i to ukratkom vremenskom razdoblju od spravljanja do ugradnjesvjeeg betona

Metode mjerenja obradljivosti Zastupljenost pojedine vrste preoblikovanja u ukupnompreoblikovanju ovisi o: Stanju naprezanja i njegovu trajanju Sastavu betona Stanju zbijenosti Prethodnom oblikovanju Vanjskim uvjetima (temperatura, efekt zida)

Zbog toga se za mjerenje obradljivosti koriste empirijskemetode u odreenim granicama pruaju zadovoljavajuumogunost mjerenja svojstava svjeeg betona

51 52

Metode mjerenja obradljivosti Mjerni postupci na osnovama fizike, koji se danas istrauju,pruaju mogunost da se mjere karakteristike koje su egzaktnodefinirane

Ta su istraivanja znatno doprinijela razumijevanju pojava,unapreivanju i razvoju u svjeem betonu

Empirijski postupci mjerenjakonzistencije

Postupak ispitivanja NormaSlijeganje (Slump test) HRN EN 12350-2Vebe postupak HRN EN 12350-3Rasprostiranje (Flow test) HRN EN 12350-4Stupanj zbijenosti (prema Walz-u) HRN EN 12350-5

Normirani postupci ispitivanja konzistencije svjeeg betona:

53

Slijeganje Postupak ispitivanja slijeganjem sastoji se u tome, da senormirani kalup od lima, oblika krnjeg stoca napuni betonom

Kalup se zatim oprezno podigne i mjeri se koliko je nakon togabeton slegnuo

54

slijeganje



55

Postupak ispitivanja slijeganjaHRN EN 12350-2 Rasprostiranje

Kod postupka rasprostiranja slian stoac (neto nii) izradi sena ploi koja se moe podizati i sputati da padne

Nakon 15 takvih udaraca mjeri se promjer pogae nastalerasprostiranjem betona

56

Postupak ispitivanja rasprostiranjaHRN EN 12350-4

57

Vebe postupakHRN EN 12350-3 Neto sloenija metoda preoblikovanja primjenjuje se samopri prethodnim ispitivanjima

58

Faktor zbijanjaHRN EN 12350-5 Postupak odreivanja stupnja zbijenosti: U kalup oblika prizme nasipa se beton i poravna Zatim se zbije na vibracijskom stolu do potpune zbijenosti Kvocijent visine nasutog i zbijenog betona je stupanj zbijanja

59 60

Obradljivost - konzistencija

Svi navedeni empirijski postupci zasnivaju se na oponaanjuneke faze obrade svjeeg betona grube indikacije oobradivosti betona

Uobiajena praksa u tehnikoj dokumentaciji obradivostsvjeeg betona se zadaje opisno i kvantitativno prema nekojod mjera konzistencije

Prema tome se svjei betoni dijele u razrede konzistencije



61

Konzistencija

Razredslijeganjem

(mm)Vebe razredi

(s) Razredi zbijanjemRazredi

rasprostiranjem(mm)

S1 10 - 40 V0 31 C0 1,46 F1 340

S2 50 - 90 V1 30 - 21 C1 1,45 - 1,26 F2 350 - 410

S3 100 - 150 V2 20 - 11 C2 1,25 - 1,11 F3 420 - 480

S4 160 - 210 V3 10 - 6 C3 1,10 - 1,04 F4 490 - 550S5 220 V4 5 - 3 C4 < 1,04 F5 560 - 620- - - - - - F6 630

Konzistencija se svrstava u sljedee razrede:(prema TPBK Tehnikom propisu za betonske konstrukcije)

Utjecaj raznih imbenika na svojstva svjeegbetona Osnovno polazite pri projektiranju sastava betona

SVJEI BETON MORA IMATI TAKVU OBRADIVOST(KONZISTENCIJU) DA SE MOE UZ RASPOLOIVATRANSPORTNA SREDSTVA I SREDSTVA ZA ZBIJANJE,USPJENO UGRADITI I ZBITI DO PROPISANE GUSTOE

62

Utjecaj raznih imbenika na svojstva svjeegbetona Konzistencija, pa prema tome i obradljivost svjeeg betona se svremenom mijenjaju

VANO JE PROJEKTIRATI SASTAV SVJEEG BETONA TAKODA IMA POTREBNU KONZISTENCIJU U TRENUTKUUGRADNJE U KONSTRUKCIJU

Poveana panja dulje vrijeme transporta i nepovoljneklimatske okolnosti (npr. velike temperature)

63

Utjecaj raznih imbenika na svojstva svjeegbetona Prema dananjem stanju u tehnologiji betona sve se viebetona spravlja u centralnim betonarama i transportira navelike udaljenosti, tako da ispravno projektiranje svjeegbetona dobiva sve vie na vanosti

Svojstva svjeeg betona moraju se kontrolirati i na mjestuproizvodnje i pri preuzimanju na mjestu ugradbe

64

Koliina vode i konzistencija betona Za odabrane sastojke betona, konzistencija svjee mjeavine uprvoj aproksimaciji ovisi jedino o koliini vode

Ovisnost koliina cementa moe se mijenjati u relativnoirokim granicama, a da konzistencija ostaje ista

Pri tome se onda mijenja po volji vodocementni (v/c) omjer tj.svojstva ovrsnulog betona

65

Koliina vode i konzistencija betona Koliina potrebne vode u m3 ugraenog svjeeg betona moese ralaniti na:

Va - vodu koju upije agregat (obino 0,5 do 1,5 % maseagregata)

Vp - vodu koja omoi povrinu agregata, a ovisi o specifinoj povriniagregata odnosno modulu zrnavosti

Vp - dodatnu vodu, koja ovisi o obliku zrna, teksturi i mineralokopetrografskom sastavu agregata,

Vk - vodu potrebnu za normiranu konzistenciju cementne paste Vk - dodatnu vodu za podeavanje eljene konzistencije betona

66



Koliina vode i konzistencija betona Eksperimentalno je utvreno, da se ukupna koliina vodeprilikom podeavanja konzistencije betona, moe izraziti ufunkciji mjere slijeganja

Utjecaji temperature smjese i starosti svjeeg betona nakonzistenciju su veliki, pa ih treba posebno uvesti u projektsastava betona

Stvarne potrebne koliine vode za projektirani sastav betonamoraju se odrediti eksperimentalno

67

Sastav betona i sitne estice Za dobar sastav betona (bez segregacije i pretjeranogizdvajanja vode nakon zbijanja), nije dovoljno sastaviti dobargranulometrijski sastav, nego se jo mora osigurati i dovoljnakoliina sitnih estica

Njih ini ukupna koliina cementa i najsitnijih zrna pijeska Obino se za to uzimaju zrna pijeska do 0,25 mm

OPREZ glinene estice djeluju nepovoljno na svojstvaovrsnulog betona

68

Sastav betona i sitne estice

Dmax(mm)

Volumni udio sitnih estica(m3/m3betona)

8,0 0,16516,0 0,14032,0 0,12563,0 0,110

Potrebne koliine sitnih estica za m3 svjeeg betona zaviseod veliine maksimalnog zrna agregata u mjeavini

69

Stabilnost svjeeg betona i utjecaj aeranata

STABILNOST sposobnost svjeeg betona da: agregat ne segregira se ne izdvaja voda plastino skupljanje i slijeganje zbijenog betona svede se na minimum

70

Segregacija Segregacija odvajanje sastojaka heterogene mjeavine takoda njihova distribucija nije vie uniformna

U sluaju svjeeg betona razlika u veliini i specifinoj teinisastojaka (agregata i cementa) glavni uzrok segregacije

71

Faktori koji poveavaju sklonost betonasegregaciji poveanje maksimalnog zrna preko 25 mm poveanje koliine krupnije frakcije (promjenom izkontinuirane u diskontinuiranu krivulju prosijavanja)

poveanje gustoe krupne frakcije u odnosu na pijesak smanjenje udjela pijeska smanjenje udjela cementa poveanje udjela zrna nepovoljnog oblika promjena u koliini vode, tako da mjeavina postane suviesuha ili suvie vlana

72



Sprjeavanje segregacije Ispravno projektiranje sastava betona, a naroito dodavanjemljevenog kvalitetnog pucolana ili aeranta

Aerant uvlai u strukturu svjeeg betona zatvorene poresferinog oblika, veliine 10 do 300 m, koje poboljavajukohezivnost mjeavine zamjenjujui odgovarajuu koliinusitnih estica cementa ili pijeska

73

Izdvajanjevode Oblik segregacije u kojem voda u svjeem betonu imatendenciju podizanja na povrinu tek ugraenog betona

Uzrok nemogunost agregata i cementa da zadre svu voduprilikom zbijanja

Voda ima najmanju gustou od svih sastojaka podie se napovrinu

74

VODA

Utjecaj izdvajanja vode na svojstva ovrsnulogbetona Malo izdvajanje vode svojstveno za svaku betonskumjeavinu nije tetno

Evaporacija vode u konanici manji v/c omjer veavrstoa

Znatno izdvajanje vodenepovoljna struktura betona upogledu vodonepropusnosti i trajnosti

75

Utjecaj aditiva betonu na izdvajanje vode Plastifikatori poveavaju izdvajanje vode, ako su svi drugisastojci betona ostali u istim omjerima

Posebno izraeno u sluaju velike konzistencije mjeavine iparalelnog koritenja usporivaa vezanja

Prilikom koritenja plastifikatora, a naroito superplastifikatora,treba posebno paziti, da se osigura dovoljna kohezivnostmjeavine

76

Utjecaj aditiva betonu na izdvajanje vode Aeranti smanjuju izdvajanje vode povoljno njihovododavanje u beton

Cementi s veom poetnom reaktivnou (vie C3A i C3S)manje izdvajanje vode

Dodavanje pucolana, silikatne praine i leteeg pepela manjeizdvajanje vode

77

Utjecaj vremena i temperature Nakon izrade, svjei beton s vremenom postaje sve kruekonzistencije, naroito u prvih nekoliko minuta

Dobrim dijelom takvo je ponaanje betona posljedica kemijskihreakcija cementa i vode

Za praksu se uzima kao mjerodavno ispitivanje konzistencijetek nakon 10 minuta

78



Utjecaj vremena i temperature 4 faze kemijskih reakcija u procesu vezanja:

1. U prvom kontaktu s vodom otpoinje reakcija uz relativnoveliko oslobaanje topline

2. Iza toga period od nekoliko sati, kada kemijske reakcijenapreduju sporije

3. Period koji nazivamo poetak vezivanja4. Zadnji period kraj vezivanja

79

Utjecaj vremena i temperature VRIJEME VEZIVANJA BETONA NIJE ISTO KAO I VRIJEMEVEZIVANJA CEMENTA

VEA KOLIINA VODE I NIA TEMPERATURAPRODUUJU VRIJEME VEZIVANJA, I OBRNUTO

80

Utjecaj vremena i temperature

Praktini interes odreivanja vremena vezanja betonaprema potrebi moe ga se podesiti odgovarajuim dodacimaobzirom na udaljenosti transporta, potrebu betoniranja slojana sloj bez radnih reki, klimatske prilike...

Vrijeme vezivanja betona moe se odrediti normiranimpostupkom penetracije igle (Proctor) u svjei beton, slinokao i kod cementne paste (Vicat)

81

Utjecaj vremena i temperature Na gradilitu se vrijeme kraja vezivanja svjeeg betona moeodrediti postepenim izvlaenjem pervibratora iz betona uodreenim vremenskim intervalima

Kraj vezivanja je vrijeme proteklo od trenutka kada je betonzamijean, pa do trenutka kada nakon izvlaenja pervibratorabeton se vie ne zatvara (ostaje rupa)

82

Utjecaj vremena i temperature Temperatura betona znatno utjee na potrebnu koliinu vodeza odabranu konzistenciju svjeeg betona

Promjena temperature vie utjee na beton s veom koliinomcementa

Preporuena temperatura svjeeg betona Ne manja od 5C i ne via od 30C

83

Plastino skupljanje betona Jo dok je cementna pasta

plastina, smanjuje joj se volumen(oko 1 % ukupnog volumenacementa) PLASTINOSKUPLJANJE

Posljedica gubitka vodeevaporacijom sa slobodnepovrine betona ili upijanja vode uoplatu ili podlogu betona iliupijanja agregata, koji je prijemijeanja betona bio suh

84



Plastino skupljanje betona Autogeno skupljanje cementne paste (posljedica smanjenjavolumena cementne paste uslijed kemijskih reakcija pri vezanjucementa) poveano plastino skupljanje

Posljedica plastinog skupljanja vlana naprezanja upovrinskom sloju betona (deformacija je sprijeena dijelombetona koji ne gubi vodu beton je u to vrijeme vrlo malevrstoe) nastaju plastine pukotine

Te pukotine su pri povrini iroke, ali su plitke

85

Plastine pukotine Obrataj u pukotinama

Mjesta nastanka plastinog skupljanja betona Beton koji slijee zadravaju krute ipke armature nastanakpukotina

Na mjestima naglih promjena presjeka, npr. prijelaz grede uplou, apsolutni iznosi slijeganja betona su vrlo razliitiplastine pukotine

87

Sprjeavanje nastanka plastinog skupljanjabetona PLASTINO SKUPLJANJE MOE SE NAJVEIM DIJELOMSMANJITI ISPRAVNIM SASTAVOM I NJEGOVANJEMMLADOG BETONA

88

NJEGOVANJE BETONA Njegovanje betona je osiguravanje mladom betonu povoljnihtermo-higrometrijskih uvjeta za: hidrataciju cementa, zatitu od:

vjetra, oborina, insolacije, agresivnih tvari, visokih i niskih temperatura, velikog unutarnjeg toplinskog gradijenta betonskog elementa, vibracija koje mogu da poremete unutranju strukturu betona i prijanjanje

izmeu betona i armature, itd.

89 90

GRAFIKA METODAPROCJENE GUBITKAPOVRINSKEVLANOSTI ZARAZLIITEVREMENSKE UVJETE

38

32

27

40

1610

4

TemperaturaTemperaturabetonabetona CC

Brzina vjetra km/hBrzina vjetra km/h

32

24

16

8

31

0

1

2

3

4

Brzin

a evapo

racije

Brzin

a evapo

racije

kg/m

kg/m

22 /h/h

Temperatura zrakaTemperatura zraka CC5 10 15 20 25 30 35

Relativna vlanostRelativna vlanost%%

5060708090100

21



POSLJEDICE LOE NJEGOVANOGBETONA Izgled povrine neadekvatno njegovanog betona

91

UTJECAJ NJEGOVANJA BETONA Dubina povrinskog sloja betona na koji direktno utjeenjegovanje: 20 mm u umjerenim klimatskim uvjetima vie od 50 mm u ekstremno suhim uvjetima

92

ARMATURA

Povrina betona

Korozija

vrstoa Abrazija

Djelovanje atmosferilija

ODNOS TLANE VRSTOE, STAROSTI IUVJETA NJEGOVANJA BETONA

93 Starost betona

Tlan

a vrs

toa

Njegovano u vlazi, ispitano suho

Njegovano u vlazi ispitano vlano

Njegovano na zraku, ispitano vlano

Njegovano na zraku ispitano suho

Naknadno njegovano u vlazi

OVISNOST SPECIFINOG KOEFICIJENTAPLINOPROPUSNOSTI, k, O VRSTI CEMENTA, v/c OMJERU INJEGOVANJU BETONA

94

v/c = 0,80v/c = 0,70

v/c = 0,50

MC 35 M5M1M2a,bM3M4

PC 35

PLINOPROPUSNOST

0,01 0,1 1 10 100

D

S

K

dugo

,sre

dnje,

kratko

,Nje

gova

nje

Specifini koeficijent propusnosti, kx10-16, m2

POSTUPCI NJEGOVANJA BETONA Ukoliko je srednja temperatura okoline +5C,njegovanje betona se svodi na odravanje vlanostibetona

Kapilare trebaju biti stalno zasiene, a to se lakoprepoznaje po promjeni boje betona beton kojise poinje suiti, izrazito mijenja boju, postaje svijetliji.

95

VODA ZA NJEGOVANJE BETONA Voda za njegu betona treba ispunjavati iste zahtjeve kao i vodaza pripremu betona.

Ukoliko voda za njegu betona sadri organske neistoe ilieljezne okside ili ako se u veim koliinama polagano slijevapreko povrine betona, mogu ostati estetski runi tragovi.

Preintezivno polijevanje vodom, naroito ako voda sadrislobodni CO2 ili je vrlo mekana, moe izazvati povrinskooteenje mladog betona.

Njega armiranog betona morskom vodom je nedopustiva zbogkorozije armature.

96



KOLIKO DUGO TREBA NJEGOVATI BETON? Duljina njegovanja ovisi o:

Razlozima za njegovanje (plastino skupljanje, kontrola temperature,vrstoa, trajnost....),

Veliini elementa, Vrsti betona (posebno u odnosu na brzinu ovravanja), Uvjetima okoline tijekom njegovanja, Uvjetima izloenosti betona koji se oekuju nakon njegovanja, itd.

97 98

MINIMALNO VRIJEME NJEGOVANJABETONA OD PORTLAND CEMENTA

6 5 4 dani7 6 5 46 5 4 35 4 34 33

Bez posebnog njegovanja33 3

Relativna vlaga,%

Temp

eratur

a,C

0 25 50 75 1005

1520

25

30354045

10

MINIMALNO VRIJEME NJEGOVANJABETONA

99

BRZINA PRIRASTA VRSTOE BRZO* UMJERENO SPORO

TEMPERATURA BETONA, C 5 10 15 5 10 15 5 10 15UVJETI OKOLINE TJEKOMNJEGOVANJABez sunca, r.v. 80% 2 2 1 3 3 2 3 3 2Umjereno osunano ili umjerenovjetrovito ili r.v. 50% 4 3 2 6 4 3 8 5 4

Jako sunce ili jak vjetar ili r.v. < 50% 4 3 2 8 6 5 10 8 5

* nizak v/c faktor i cement s brzim ovravanjemUkoliko e beton biti izloen abraziji, udvostruuje se vrijeme njegovanja.

Preporuka za vanjske uvjete izloenosti, ukljuujui utjecaje smrzavanja iodmrzavanja bez soli za odleivanje i izloenosti kemijskim agresivnojsredini.

PREDVIANJE VREMENA NJEGOVANJAPOMOU ZRELOSTI BETONA vrstoa betona se moe procijeniti pomou konceptazrelosti koja je funkcija vremena i temperature njegovanjabetona betoni jednake mjeavine koji imaju jednakuzrelost (bez obzira na kombinaciju starosti i temperature),imaju jednaku vrstou

Temperatura se mjeri od 10C, jer ispod te temparatureprestaje porast vrstoe

100

[Ch]M zrelost [Ch]T temperatura [C]t vrijeme [sati h]

KAD JE NJEGOVANJE BETONA ODPOSEBNE VANOSTI? Horizontalne povrine, Suhi, vrui, vjetroviti uvjeti okoline (jedan ili vie uvjeta) Podovi otporni na abraziju Betoni visokih vrstoa (njegovanje betona je jako bitno)

101 102

POSLJEDICE NEADEKVATNOGNJEGOVANJA

Beton izloen smrzavanju, prije nego jepostignut odreeni stupanjovravanjaBeton izloen smrzavanju, prije nego jepostignut odreeni stupanjovravanja

Nepovratni gubitak vrstoeNepovratni gubitak vrstoe

Uznapredovala evaporacija iz izloenehorizontalne povrine unutar 24h nakonugradnjeUznapredovala evaporacija iz izloenehorizontalne povrine unutar 24h nakonugradnje

Plastino skupljanje, apovrina betona postaje slabaPlastino skupljanje, apovrina betona postaje slaba

Velika temperaturna razlika krozpresjek betonskog elementaVelika temperaturna razlika krozpresjek betonskog elementa

Pukotine uslijed sprijeenogskupljanja vanjskog dijela od stranetoplijeg unutarnjeg dijela elementaPukotine uslijed sprijeenogskupljanja vanjskog dijela od stranetoplijeg unutarnjeg dijela elementa

! Loe njegovanje betona nepovoljno djeluje na svojstva trajnosti, vrstoe iotpornosti na abraziju povrinskog sloja betona (do

dubine od 30 do 50 mm).



Ispitivanje svjeeg betona Velika vanost ispitivanja svjeeg betona njegov preventivnikarakter

Ve male promjene u sastavu betona rezultiraju znatnimpromjenama konzistencije betona moe se intervenirati joprije nego je beton ugraen

Prednost veine ispitivanja svjeeg betonaJEDNOSTAVNOST

103

Ispitivanja svjeeg betona Provode se ee nego ispitivanja ovrsnulog betona koja dajupotrebnu informaciju o kvaliteti proizvedenog betona teknakon 28 dana

Ispitivanja svjeeg betona trebaju naroito biti uestala upoetku proizvodnje odreene partije betona, kada se ispitujepraktino svaka zamijeana ara

104

Redovna kontrolna ispitivanja Konzistencija Gustoa betona Temperatura Sadraja zraka

Povremeno se provode jo i sloenija ispitivanja: analiza svjeeg betona promjena obradivosti s vremenom i s temperaturom izdvajanje vode vrijeme vezanja betona homogenost svjeeg betona

105

Gustoa svjeeg betona Gustoa svjeeg betona ispituje se svaki puta pri:

mjerenju konzistencije, ispitivanju sadraja zraka ili uzimanju uzoraka za ispitivanje vrstoe betona

Ispituje se ugraivanjem i zbijanjem u posudi poznatogvolumena

Rezultat ispitivanja usporeuje se s proraunskom gustoomsvjeeg betona

106

Gustoa svjeeg betona Betoni s manjom koliinom cementne paste (cementa + voda),tj. betoni s veom koliinom agregata imaju veu gustou

Najvei utjecaj na promjene u gustoi betona ima promjena ukoliini zraka mjerenjem gustoe betona ujedno se moeodrediti i koliina zraka u betonu

107

Sadraj zraka Koliina zahvaenog zraka u svjeem betonu obino se nekontrolira tijekom redovne kontrole betona

Koliina zraka je pokazatelj o kvaliteti granulometrijske linijeagregata

Ako se radi o betonima s uvuenim zrakom (aeriranimbetonima), onda se sadraj zraka kontrolira pri svakomispitivanju svjeeg betona

108



BETONIRANJE U EKSTREMNIMKLIMATSKIM UVJETIMA Pod ekstremnim klimatskim uvjetima podrazumijevase dulje vremensko razdoblje temperatura niih od+5 oC, odnosno viih od 30 oC jer: Ako je temperatura svjee betonske mjeavine nia od 5C,u ovisnosti od vanjske temperature, temperatura se u masibetona moe spustiti ispod 0C, to e dovesti dosmrzavanja betona, odnosno degradacije strukture i padafizikalno mehanikih svojstava betona.

109

BETONIRANJE U EKSTREMNIMKLIMATSKIM UVJETIMA Ako je temperatura svjee betonske mjeavine via od 30C,zbog brzog odvijanja reakcija u sklopu procesa hidratacije,dobit e se produkti hidratacije slabijih mehanikih svojstava, auslijed znaajnih toplinskih naprezanja javit e se povean brojmikropukotina.

Pri temperaturama veim od 30C, poveava se potreba zavodom da bi se odrala ista konzistencija mjeavine

110

BETONIRANJE U EKSTREMNIMKLIMATSKIM UVJETIMA Beton treba zatititi tako, da svjea smjesa u razdoblju obradene prijee izvan toga raspona temperatura (5 30 C).

Posebne mjere zatite betona ukljuuju posebne ureaje nadeponijima agregata, u betonari i u prijevoznim sredstvimabitno je pravovremeno poeti s betoniranjem u ekstremnimklimatskim uvjetima.

111

BETONIRANJE U VRUIM KLIMATSKIMUVJETIMA

112

Faza PosljediceProizvodnja Povean zahtjev za vodom obzirom na obradljivostOteana kontrola uvuenog sadraja zrakaPrijevoz Gubitak vode evaporacijomUbrzan gubitak obradljivosti

Ugradnja,zavrnaobrada injegovanje

Gubitak vode evaporacijomUbrzan gubitak obradljivostiUbrzana ugradnjaPoveana tendencija plastinim pukotinama uzrokovanimskupljanjemVea temperatura tjekom hidratacije vodi poveanojtendenciji pukotinama i manjoj dugoronoj vrstoi

DugoronoNia vrstoaSmanjena trajnostRazliit izgled povrine

BETONIRANJE U VRUIM KLIMATSKIMUVJETIMA Vrui klimatski uvjeti su svaka kombinacija:

visoke temperature okoline, visoke temperature betona, niske relativne vlanosti, jakog vjetra i sunevog zraenja

koja moe dovesti do pada kvalitete svjeeg ili ovrsnulogbetona:

ubrzavajui gubitak vlage i hidrataciju cementa,ili uzrokujui tetne posljedice na neki drugi nain.

113

MOGUI PROBLEMI ZA VRIJEME VRUIHVREMENSKIH UVJETA Mogui problemi kod svjeeg betona: Poveana potreba za vodom Smanjena konzistencija betona Oteana ugradnja betona Poveana mogunost pojave pukotina uslijed skupljanja betona Oteano kontroliranje koliine pora u betonu

114



BETONIRANJE U VRUIM KLIMATSKIMUVJETIMA S porastom temperature betonske smjese iznad 20C, rastepotreba betona za vodom uz odravanje stalne konzistencijepoveanje v/c omjera i slabljenje svojstava ovrsnulog betona

Potrebno je sniziti poetnu temperaturu svjeeg betona: rashlaivanjem vode za spravljanje betona dodavanjem sitnih kristala leda

115 116

Utjecaj temperature betona na konzistenciju ipotrebu za vodom

Temperatura svjeeg betona, C

Slijeganje, mm

Posto

tak pr

omjen

e potr

ebe z

a vod

ompo

mm

promj

ene s

lijega

nja

Slijeganje

Potreba zavodom

117

BETONIRANJE U VRUIM KLIMATSKIMUVJETIMA

0,22 priblian odnos specifinog toplinskog kapaciteta agregata i vodeT temperaturaM masaa agregatv vodava voda u agregatuc cementL led

CCkgkJkgkJ

vodekapacitettoplinskispecledatopljenjatoplinalatentnaL 80/2,4

/335.

specifini toplinski kapacitet vode - 4,2 kJ/kgCspecifini toplinski kapacitet agregataspecifini toplinski kapacitet cementa 0,84 0,90 kJ/kgC

Temperatura svjee betonske mjeavine:

BETONIRANJE U VRUIM KLIMATSKIMUVJETIMA Hlaenje agregata je manje efikasno, ali je vano zatititiagregat od direktne insolacije.

Cement moe znatno pridonijeti poveanju temperaturesmjese ukoliko se upotrebljava odmah po dopremi izcementare.

Svi putovi kojima se sastojci betona dopremaju do mjealicetrebaju se zatititi od direktne insolacije.

118

119Hlaenje betona duikom

Hlaenje miksera vodom

Svijetli mikseri

Hlaenje smrznutim duikom



BETONIRANJE U VRUIM KLIMATSKIMUVJETIMA U novije vrijeme na nekoliko gradilita uspjeno je primijenjenonaknadno hlaenje svjeeg betona u mikseru injektiranjemtekueg duika u smjesu tijekom agitiranja.

Problemi vezani za betoniranje u vruim klimatskim uvjetimanaroito su izraeni kod masivnih betona.

Problemi su jo sloeniji zbog vjetra, koji ubrzava evaporacijuvode iz betona.

121

BETONIRANJE U HLADNIM KLIMATSKIMUVJETIMA

122

Hladni uvjeti betoniranja nastajukada je vie od tri dana prosjenatemperatura zraka manja od 5C ikada temperatura zraka nije veaod 10C due od pola dana u bilokojem razdoblju od 24 sata

DJELOVANJE NISKIH TEMPERATURA NASVJEI BETON Pri niskim temperaturama proces hidratacije cementa iovravanje betona znatno se usporavaju, a na odreenimnegativnim temperaturama i sasvim prekida.

Faktor koji odreuje mogunost hidratacije pri negativnimtemperaturama je koliina nesmrznute vode.

123

BETONIRANJE U HLADNIM KLIMATSKIMUVJETIMA U hladnim klimatskim okolnostima potrebno je svjeibeton zatititi od smrzavanja, i zatim osiguratipovoljne termo-higrometrijske uvjete za proceshidratacije cementa, odnosno ovravanje betona.

Beton mora dostii odreenu vrstou kojom e sesuprotstaviti irenju vode pri prelasku u led.

Da bi sprijeili oteenja mladog betona od djelovanjamraza, treba osigurati poetnu temperaturu betona, azatim tijekom njegovanja zatititi beton od gubitkatopline.

124

IZOLACIJSKI POKRIVAI

Beton se moe oblagati raznim platnima, polietilenima i drugimmaterijalima koji se onda zagrijavaju parom ili grijaima.

125 126

Brzi prirast vrstoe Njegovanje parom,

toplim zrakom



PREPORUKE - MATERIJALI Koristiti cemente viih toplina hidratacije cemente viih klasai cemente s manjim postotkom zgure

Cemente s dodatkom pucolana i pucolanske cementeizbjegavati

Koristiti beton niih vodocementnih omjera, to znai dasmanjivanje sadraja vode u betonu treba kompenziratikoritenjem plastifikatora i superplastifikatora

Koristiti ubrzivae vezivanja i ovravanja betona, kako bibeton u to kraem roku postigao odreeni nivo vrstoe

Upotrebljavati dodatke za betoniranje pri niskimtemperaturama

127

ODNOS IZMEU TEMPERATURE VODE IBETONA U HLADNIM UVJETIMA

128

0,4 0,4

0,60,6 vodocementni faktor

Agregat na 1C, cement na 5Ckoliina cementa 320 kg/m3

Temperatura betona, C

Temp

eratur

a vod

e,C

0 5 10 15 20 250

20

40

60

80

Vlaan agregat4% sitni agregat1% krupni agregatMokar agregat8% sitni agregat2% krupni agregat

129

Preporuene poetne temperature svjeeg betonaza zimsko betoniranje

Minimalne dimenzije presjeka 30 cm 30 do 90

cm90 do180 cm

180 cmTemperatura zraka

minimalna temperatura pri betoniranju injegovanju

5oC 13oC 10oC 7oC 5oC-1oC 16 oC 13 oC 10 oC 7 oC

-18 do -1oC 18 oC 16 oC 13 oC 10 oC-18oC 21 oC 18 oC 16 oC 13 oC

130

Pitanja:1. to ini strukturu svjeeg betona?2. O emu ovise svojstva svjeeg betona?3. to se u strukturi betona dogaa u sluaju nedovoljnog zbijanja, a to u sluaju prekomjernog

vibriranja?4. Objasnite Binghamov reoloki model svjeeg betona.5. Definirajte potrebna svojstva svjeeg betona.6. to su obradljivost i konzistencija betona?7. Na emu se baziraju metode mjerenja obradljivosti betona?8. Opiite empirijske metode mjerenja obradljivosti.9. Koji imbenici utjeu na svojstva svjeeg betona?10. to je segregacija i koji faktori utjeu na segregaciju?11. to utjee na izdvajanje vode u svjeem betonu?12. to je vezivanje betona i kako se ispituje?13. Koja se redovna kontrolna ispitivanja svjeeg betona provode?14. Objasnite plastino skupljanje betona.15. Kako se moe procijeniti gubitak povrinske vlanosti betona?16. to se smatra betoniranjem u ekstremnim klimatskim uvjetima?17. Koje su posljedice betoniranja u vruim klimatskim uvjetima?18. Koje su mjere zatite betona u vruim klimatskim okolnostima?19. O emu ovisi temperatura svjee betonske mjeavine?20. Koje se mjere moraju poduzeti pri betoniranju u hladnim klimatskim uvjetima?

131

Sljedee predavanje:

KOMPONENTE ZA IZRADU BETONA -CEMENT

microsoft powerpoint - 6 svje i beton

Documents